ZYNQ7014/7020实现无DDR运行的FPGA与PS设计指南

ZYNQ7014和ZYNQ7020是该系列中的两个产品型号，它们分别为低功耗和高性能应用提供了解决方案。本文将讨论如何在这些平台上实现无DDR内存运行FPGA和简单PS（处理器系统）。 首先，我们必须了解ZYNQ架构的核心组成。ZYNQ7000系列采用了一种称为异质双处理器的结构，其中包括一个处理器子系统（PS）和一个可编程逻辑子系统（PL）。PS部分内置了一个高性能的ARM Cortex-A9处理器，而PL部分则由可配置逻辑块和多个硬IP核组成。 在没有DDR内存的情况下，意味着我们不能使用动态随机存取存储器作为系统的主要内存，这在很多情况下会限制系统的性能和功能。然而，某些应用场景可能只需要处理少量数据，或者可以通过其他方式弥补内存的不足，比如使用片上静态内存、外部闪存或者使用外部接口进行数据交换。 对于FPGA部分，无DDR运行意味着必须通过优化设计来减少存储需求，例如： 1. 使用有限状态机（FSM）来管理数据流。 2. 减少存储元件的使用，比如通过算法优化来减少中间存储。 3. 利用FPGA内部的BRAM（Block RAM）或URAM（UltraRAM）等片上存储资源。 对于PS部分，处理器系统在无DDR内存的情况下，其操作将受到显著限制，因为ARM处理器通常需要较大的内存空间来存储代码和数据。因此，在不使用DDR的情况下运行PS，可能需要采用以下方法： 1. 将操作系统和应用程序的代码与数据嵌入到PL中的BRAM中。 2. 使用非易失性存储（如QSPI闪存）来存储程序，并在启动时加载到PS。 3. 优化代码以减少运行时的内存占用。 在实现无DDR运行时，还需注意以下几点： - 系统的启动和配置：无DDR的情况下，系统的启动过程需要特别设计，以确保处理器能够在没有外部内存的情况下启动。这通常涉及到对PS的启动配置进行定制，以及可能的硬件设计修改。 - 系统性能：在没有DDR的情况下，系统的处理能力和数据吞吐量会受到限制。因此，设计时应考虑到性能瓶颈，并尽可能地在设计上进行优化。 - 安全性和可靠性：在不使用外部DDR内存时，系统的安全性和可靠性可能会提升，因为这减少了硬件故障点，但同时也要注意确保代码和数据的完整性，特别是在使用闪存等存储介质时。 最后，针对ZYNQ7014和ZYNQ7020平台，用户需要参考Xilinx提供的技术手册和资源，了解特定型号的限制和能力，以便更好地实现无DDR运行方案。可能需要使用Xilinx的Vivado设计套件和SDK（软件开发工具包）进行设计和配置，以及对ZYNQ平台有深入理解的工程师进行调试和验证。 本文档集可能包含的设计资源、配置文件、示例代码以及相关的开发文档，都旨在帮助开发者快速实现无DDR运行的ZYNQ7014和ZYNQ7020平台设计。"