ZYNQ 7010 FPGA开发入门与关键技术

本文档是一份关于赛灵思ZYNQ 7010 FPGA开发的学习笔记，着重记录了两个月的学习过程。ZYNQ是一种基于ARM处理器的系统-on-a-chip (SoC) 芯片，由Xilinx公司生产，其特点在于集成了一颗处理系统（PS）和可编程逻辑部分（PL）。PL可以视为一个FPGA，允许用户灵活地设计硬件逻辑，而PS则负责运行嵌入式操作系统和处理软件任务。 在学习过程中，作者强调了约束文件的作用，这些文件用来配置FPGA的管脚连接，例如通过正点原子提供的开发板管脚信息可以直接复用。ZYNQ的特点是PL部分不能独立固化程序，因为非易失性存储器如SD卡和QSPIFlash接口属于PS区域，需要将软件bit流和elf文件合并成BOOT.BIN文件进行加载，这就涉及到ZYNQ嵌入式SDK的开发流程。 对于调试，作者指出添加调试信息会增加系统内存占用，完成后应将其注释掉。硬件调试依赖于FPGA片上资源，而软件调试则是通过编写测试bench（TB）文件进行。在Verilog设计中，选择reg或wire类型取决于信号在代码中的角色，如always和initial用于定义reg，而assign和输出通常用作wire。理解时序约束有助于调试，比如位运算和移位运算的规则，以及拼接运算符的使用。 Verilog语言的设计特点是模块化，每个模块是自包含的最小功能单元，类似于C语言中的函数。在设计中，需要注意assign、always和元件实例化的并行与顺序执行差异。always不带时钟时等同于assign，可以作为阻塞或非阻塞赋值。同时，避免在多个always块中对同一变量重复赋值，因为它们是并行执行的，这类似switch语句，但要求变量位宽一致且值不同。 最后，模拟激励是验证设计的重要步骤，包括实验总结和实例化模块时的命名准确性，确保模块间的正确交互。 通过这份笔记，读者可以深入了解ZYNQ 7010开发的各个环节，从硬件配置到软件调试，再到Verilog语言的实际应用，为FPGA开发提供了实用的学习资料。