• ZYNQ

       首先，我们来了解传统的SOC架构，一般使用 ARM 作为主控，通过 ARM 的外设并行 RAM 类总线外挂 FPGA ，使用 FPGA 来做高速的数据采集或者运算，因为FPGA 有灵活性好，资源丰富，可反复编程（Programmable）速度快（并行）的优势。Xilinx开发的ZYNQ系列芯片，最先将处理器与FPGA集成在一颗芯片上，使得嵌入式系统的设计结构更加灵活，体积显著缩小，可靠性和系统整体性能明显提高；另一方面，使得FPGA可以进入到嵌入式系统应用领域，极大地扩展了 FPGA 的应用范围。可以发现，与ZYNQ结构对应的就是分立式ARM + FPGA结构，而二者相比当然各有好处，简单来说ZYNQ体积小、通信速率高，但也存在着接口资源少、ARM主频低的缺

        接下来需要了解硬核和软核的概念。

软核处理器

        SOPC技术，即软核处理器，最早是由Altera公司提出来的，它是基于FPGA的SOC片上系统设计技术。是使用FPGA的逻辑和资源搭建的一个软核CPU系统，由于是使用FPGA的通用逻辑搭建的CPU，因此具有一定的灵活性，用户可以根据自己的需求对CPU进行定制裁剪，增加一些专用功能，例如除法或浮点运算单元，用于提升CPU在某些专用运算方面的性能，或者删除一些在系统里面使用不到的功能，以节约逻辑资源。

硬核处理器

        由于软核CPU是使用FPGA的通用逻辑资源搭建的，相较使用经过布局布线优化的硬核处理器来说，软核处理器够运行的最高实时钟主频要低一些，而且也会相应的消耗较多的FPGA逻辑资源以及片上存储器资源，因此SOPC方案仅适用于对于数处理器整体性能要求不高的应用，例如整个系统的初始化配置，人机交互，多个功能模块间的协调控制等功能。

       所以，各大FPGA厂家推出了SoC FPGA技术，是在芯片设计之初，就在内部的硬件电路上添加了硬核处理器，是纯硬件实现的，不会消耗FPGA的逻辑资源，硬核处理器和FPGA逻辑在一定程度上是相互独立的，简单的说，就是SoC FPGA就是把一块ARM处理器和一块FPGA芯片封装成了一个芯片。

        通过上面的描述，可以得知，ZYNQ实际上就是由处理器和FPGA两部分组成的，处理器被称为PS，FPGA被称为PL。PL 部分用来实现高速逻辑、算术和数据流子系统是很理想的，而 PS 支持软件程序或操作系统，具有固定的架构，承载了处理器和系统存储区。PL 和 PS 之间的链接采用了工业标准的高级可扩展接口（AXI）连接方式。

        FPGA通过AXI协议与ARM处理器进行交互（上图和DMA的连接，直接内存访问，即从外设不通过CPU的处理直接访问内存），并通过AXI总线协议在AMBA总线上访问上边的memory的控制器，同时可以访问DDR的内存（如图的箭头所示）。

       总体来说，我们写好verilog代码后可以将其封装成为IP块，然后通过block design将其与ZYNQ连接在一起（通过AXI协议），这部分逻辑将会被加载到fpga中。接着在SDK中用c写一个驱动程序，该程序用于驱动fpga上的电路。