摘要：zynq是集成了现场可编程阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)和高性能双核ARM Cortex-A9处理器的全新架构的SoC(System On Chip)。核电子学领域的数据读出方式,从传统的"处理器+FPGA"的双芯片解决方案到目前的zynq单芯片解决方案,不仅有效地减小读出电子学硬件的尺寸和功耗,而且极大地提高FPGA和处理器之间的有效带宽,为整个读出电子学带来了新的发展。介绍了基于zynq XC7Z010单芯片读出模块的研制细节,包括新架构和传统架构的对比,新架构硬件设计细节、难点及性能,其中涉及DDR3(Double Data Rate 3)SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)布线的关键问题、千兆以太网接口以及嵌入式Linux的移植等。最后,介绍zynqBee在中国暗物质实验(China Dark matter EXperiment,CDEX)高纯锗探测器数据采集板卡上的应用,测试表明:以太网口的数据读出平均带宽超过了700 Mb·s-1。

摘要：随着超算、云计算等数据中心的大规模发展,主板的架构日益复杂,成本控制越来越严苛,常用的基板管理控制器(BMC)设计方案可扩展功能有限,迫切需要设计一种低成本且高效的BMC方案。提出一种基于Vivado和Yocto Project的集成开发平台,选用XILINX zynq系列FPGA芯片,采用其内部硬核ARM运行的OpenBMC方案。该设计通过AXI总线扩展外设,可扩展性强、灵活性高,从而实现BMC与FPGA的双重管理二合一,节约了主板的空间与成本。

摘要：针对磁悬浮天平系统存在设计结构复杂,造价昂贵的局限性同时测量数据漂移,长期测量的精度波动以及依赖于PC端来处理数据的问题,提出了基于zynq的磁悬浮天平测量系统设计,设计运动控制器保证天平高精度定位的稳定性以减小天平托盘位置变化对驱动电流测量的影响,同时设计的小型zynq系统完成AD、DA接口传输数据并在soc中完成数据的处理,回避了传统测量系统依赖PC端处理数据且受到PC端供电电源波动噪声而对测量精度产生的影响等缺点,以及通过修正算法抑制长时间测量所可能产生的数据漂移。实验结果表明:基于zynq的磁浮天平测量系统优化了设计结构且造价低的同时保证了磁悬浮天平测量精度,有效抑制长时间测量带来的噪声和漂移。

摘要：针对PCI Express接口的FPGA中基于HDL状态机的传统设计方法中效率低下和复杂度高等不足,探讨一种SOPC中基于IP核的嵌入式设计方法,提出基于Xilinx最新zynq平台PCI Express接口设计方案。在zynq芯片的PL部分实现PCI Express接口模块、AXI-Stream和AXI的协议转换以及动态地址转换,PS部分实现AXI数据接口和DDR3接口模块,利用AXI互联器实现PL和PS中主从设备的通信。通过运行编写的顶层测试文件得到仿真波形,以及利用逻辑诊断IP核捕捉测试程序运行时的数据信号,实现对接口设计的验证。在设计效率提升时降低其复杂度,具有集成度高、可移植性强和通用性好等特点,为PCB IC芯片间、功能模块背板总线或光纤设备传输中的数据通信接口提供了一种解决方案。

摘要：为了优化和改进“电子系统设计”实验课教学内容,设计了一个基于zynq 7000系列平台的图像拼接实验案例。该实验在Visual Studio环境中编写图像拼接程序,通过搭建Linux环境,将算法程序移植到硬件平台中以完成图像拼接。该实验是一个典型的利用ARM+FPGA体系结构扩展FPGA应用的案例,为学生进行创新性设计提供了良好的示范,有利于培养学生的软硬件协同设计能力。

摘要：为提高本科生工程实践能力,激发学生工程设计的兴趣,设计了空气质量实时监测采集显示实验。以Xilinx公司最新全可编程控制器zynq7000为硬件平台,将硬件逻辑编程设计与嵌入式软件开发相结合,进行空气质量的实时检测。通过该实验平台,使学生了解并掌握嵌入式开发和硬件逻辑控制两种不同的设计思路,接触业界开发设计的前沿技术,提升学生综合素质。

摘要：为满足车内各类驱动设备数量剧增以及车载网络对高可靠性的需求,基于zynq设计了一种多接口协议转换器。转换器与底层设备之间采用星型连接,以zynq芯片为核心,搭建以太网以及CAN通信接口电路;基于FPGA使用Verilog HDL语言设计了以太网和TTCAN软核,基于ARM设计了以太网与多路TTCAN的数据转换程序,基于BRAM传输机制实现了ARM与FPGA之间的数据交互。实验表明:该协议转换器能够实现以太网与多路TTCAN之间的协议转换,实现TTCAN的时间触发功能,提高了通信的实时性。采用星型TTCAN连接代替总线架构,提高了通信可靠性,对车载网络发展具有意义。

摘要：以zynq芯片为基础,采用软硬件协同设计的方法设计并实现整个系统。zynq芯片内部采用ARM+FPGA的异构架构,既具备ARM处理器的灵活性,又拥有FPGA并行处理的能力。本系统的设计充分发挥了zynq芯片的优势,在软硬件划分上,通过ARM处理器来实现图像的采集;图像角点及边缘检测用FPGA来完成,即通过硬件加速提升系统的整体性能。ARM处理器与FPGA通过AXI4总线进行数据交互,在zynq上实现集图像采集、图像特征提取、图像显示为一体的片上系统。最终系统测试结果表明,采用硬件加速实现图像特征提取的相关算法比在ARM处理器软件上实现的算法的速度提高了6~8倍。

摘要：枪声识别技术在军事环境下可以快速准确地提供战场信息,但是目前大部分枪声识别系统均部署在服务器端,实用性和可行性不高,针对这一问题,本文设计了一种基于zynq的枪声识别系统。该系统以zynq7020芯片为核心,充分利用zynq芯片集ARM与FPGA于一体的特性,首先在芯片的FPGA部分设计了多通道数据传输链路和声场特征参数提取模块;其次在芯片的ARM部分部署经过PC端训练后的轻量化网络模型,对经过FPGA提取的特征参数进行处理,进而实现对枪声种类的识别;最后使用枪声数据集NIJ Grant 2016-DN-BX-0183中的3种枪声在外场进行试验。试验结果表明,该系统能够准确地对枪声进行分类,枪声的平均识别率达到91.67%。该成果在枪声识别领域具有较强的应用价值。

摘要：为满足高速多传感器大视场图像处理系统结构紧凑、高实时性的迫切要求,进行了以全可编程平台zynq为基础的多传感器实时图像拼接技术研究。重点介绍了该设计的基本架构、工作原理及zynq的功能模块设计等,通过对图像处理的结果表明,该技术满足高速实时图像处理的要求,同时可以扩展到更为复杂的多传感器大视场实时图像处理任务。