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ZynqBerry评测——这是树莓派4穿越了

发布时间:2020-06-19 发布时间:
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树莓派绝对是“招蜂引蝶”的代表,作为全球最大的开源单板计算机,模仿板比比皆是,但说要把模仿这门艺术玩溜玩活,在下只服Trenz Electronic。

Trenz Electronic是德国的一家基于FPGA芯片做板卡/模块开发的公司,这也恰恰是笔者服气的原因,多数模仿树莓派的板子至少也采用了类似的应用处理器,但是这家公司不同,他们是直接使用赛灵思的Zynq-7000系列FPGA给玩起来了,境界之高,无出其右。

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ZynqBerry开箱&硬件

Trenz Electronic将模仿树莓派外形的板子统一命名为ZynqBerry,毫不掩饰模仿意图,确实够简单,够明了。而对应更详细的FPGA规格,也包含对应的产品型号,比如笔者手上拿到的是基于赛灵思最新的Xilinx Zynq-7007S SoC,对应的板型号为ZynqBerry TE0726-03-07S-1C。

心细的同学可能发现一个问题,包装盒上标识搭载了“Xilinx Zynq-7010”,但是事实上笔者购买的是Xilinx Zynq-7007S,内部的板子型号是对的,但是包装上这么明显的错误让笔者第一次对德国人的严谨表示怀疑。

包装盒侧边可以看到产品具体的规格型号:TE0726-03-07S-1C,另外也能看到这公司可真够霸气实诚的,直接标识了这是一款树莓派外形的Xilinx FPGA板卡。

包装内部很简单,没什么好说的,不过看到板子的真容,着实震惊了一把,绝对是现象级模仿,给个满分也不为过。

板子基本的外设接口同树莓派2B,为什么不说像树莓派3B?

大概是因为没有搭载WiFi/BT,所以严谨一点,只能说更像树莓派2B,板载资源如下,部分芯片和接口笔者做了标注,没有提到的芯片有一些是同步降压转换器。

  • 赛灵思Zynq XC7Z007S-1CLG225C,集成了单核ARM Cortex-A9处理器,最高支持766MHz主频
  • 板载512 MB的DDR3L SDRAM、16 MB闪存
  • 带以太网的LAN9514 USB集线器
  • 带有电源开关的4个USB接口
  • 100M以太网RJ45接口
  • Micro SD卡槽
  • 26个IO口扩展排针做
  • HDMI接口、DSI接口(显示)、CSI-2接口(摄像头)
  • MicroUSB接口,支持供电、USB UART、JTAG ARM以及FPGA调试
  • 3.5毫米音频插头(仅限PWM音频输出)

在看下ZynqBerry板子上部分芯片特写,以一个硬件工程师的角度来看,这布局和布线都是专业级别的,尤其器件的摆放特别到位,很多地方都大大降低了布线难度。

抛开整体配置,如果单从做工上来看,ZynqBerry绝对属于上乘之作,其接口用料都不是国内靠拼性价比的板子可比的。

MicroUSB接口、HDMI接口、RCA音频接口

40pin扩展接口

100M以太网接口&4个USB2.0接口

特别值得说明的一点是,ZynqBerry系统电源设计的非常精妙,在保障为各个模块提供优质供电的同时,整个方案在提高效率时尽可能降低整体功耗,上图中没有标注的几颗IC基本上都是同步降压转换器,分别对应了不等的电压等级,另外USB接口也配有专门的电源IC开关控制。

整个ZynqBerry的硬件系统框图如下所示:

事实上,板子上的一些接口确实没什么好说的,玩过树莓派的人大多一眼就明白,所以笔者说ZynqBerry的专业级模仿,至少让你在接口上从树莓派切换到ZynqBerry毫无难度,重点来看看实际的使用情况如何,要知道树莓派之所以这么火,全赖于超广的生态圈、超强的包容性以及具备众多的案例教程可以供用户学习开发。

ZynqBerry开发环境&上电

先说下ZynqBerry官方提供的资料(基本上也就只有官方的资料可用),不过基本的东西还是挺齐全的,原理图、上手使用指导,专门的wiki页面,而且还有几个demo可以用于部分功能的测试,不过都是英文的,这点对国人来说不是太友好。

开发环境的推荐使用Vivado HL WebPACK Edition,为什么推荐这个?无它,主要是免费。其实玩FPGA电脑配置也挺重要的,不说Vivado安装后整个容量巨大,在综合、Implementation的时候,笔者的电脑基本上卡得无法做其它事情,而且还巨慢,整完官方提供的一个视频采集输出的demo居然用了一个多小时,如果把几个案例都运行一下,一下午时间就荒废了,好无奈。

另外从Trenz Electronic提供的案例可以看到其发展历史,从Vivado 2015.4这个版本开始已经开发了ZynqBerry,不过当时使用的是Zynq 7010系列SoC芯片,只不过随着Xilinx推出了单核的Zynq-7007s系列SoC,板卡也做了更新,事实证明单核无论在成本还是实用性方面都比双核表现的更好。

实际来看下ZynqBerry的上电情况,因为板子出厂没有内置什么程序,所以需要我们自己烧录,这对于不懂FPGA开发的人来说完全无从下手,不过官方提供了较为简单的方式,可以说不是初学者该学习的方式,但是这种方式又对于初学者来说实现相当简单,那就是通过windows下的bat脚本直接运行启动vivadio,执行综合、Implementation、下载等功能。

基本的连接,因为笔者这里是要运行一个摄像头采集加上HDMI输出的案例,所以还要配上摄像头,这边就体现出兼容树莓派接口的好处,树莓派上的摄像头直接可以拿来使用。

功能部分的实现主要是依靠ZynqBerry中的PS部分实现的。

下图是运行效果,虽然功能是实现了,但输出的效果就有些失准,当然,这是后话了。另外,Zynq系列FPGA最大的优势是集成了ARM Cortex-A9处理器,所以还可以运行Linux操作系统,而且官方(我说的是Xilinx官方)也提供了专门的PetaLinux支持,这部分内容笔者体验过后重新发文说明,不再本篇中叙述了。

小结

对于ZynqBerry,笔者把它比作“幽冥花”,怎么说?就是看着很美,但绝对不适合小白新手,碰触前请再三思量。

ZynqBerry小巧精致,拥有优质的做工(德国品质)、板载器件可谓是精挑细选,独有的硬件外形、外设接口兼容树莓派,融合了单板计算机以及FPGA开发板的各自优势,就单从外观来看,堪称完美。如果你本身具备扎实的FPGA基础,具备独立开发的能力,那可以毫不犹豫的考虑入手(爱板商城购买地址),真的很酷。

但是,对于如果想学习FPGA或者入门FPGA的用户来说,ZynqBerry有太多不值得推荐的地方,它没有提供给初学者多少step by step的教程,对于国内用户,更没有通俗易懂的中文资料,而且很难找到一个可以用中文交流的组织,对于这部分童鞋,还是推荐使用比较小巧易用,性价比高的FPGA平台,比如小脚丫FPGA开发板(评测),便宜,入门引导好,入门视频教程配套齐全,而且还有定期的直播教学指导,非常适合初学者有意向的可以前往爱板网商城购买:点击前往


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