Xilinx可扩展处理平台ZYNQ嵌入式处理器与FPGA集
成的独特创举
摘要：Xilinx的EPP(可扩展处理平台)――Zynq-7000系列将业界标准的ARM双核Cortex-A9 MPCore处理系统与Xilinx可扩展的28nm FPGA架构整合在一起，在单一芯片上集成了“嵌入式处理器+FPGA”等性能。
关键词：Zynq；EPP；Cortex-A9 MPCore；28nm 引言
全球可编程平台领导厂商赛灵思(Xilinx)公司今年的市场重点是28nm的7系列产品及Zynq。不久前，Xilinx公司才宣布开始向客户出货首款Zynq可扩展处理平台(EPP)。那么，Zynq是什么样的产品?为何Xilinx称“Zynq为Xilinx打开了新的篇章，同时为整个嵌入式行业和FPGA业也打开了新的篇章”? 28nm FPGA的优势
首先，Zynq是基于28nm制程的FPGA。Xilinx的全球总裁兼CEOMoshe Gavrielov指出，以28nm制程来看，ASIC与ASSP的一次性费用(NRE)将高达5000万美元，若重新设计还得再付担原费用的50％。此外，
随着全球化趋势及网络的普及，竞争者不再只是本国而是来自全世界的抢食，系统对产品设计性价比的考量也更加严峻。因此，独特性及灵活性成为大多数厂商设计考量的着眼点。
因此，以灵活性、上市快及较低成本取胜的FPGA处于健康的增长态势(图1)。 ARM的A9 MPCore受到热捧
Xilinx为何选择了跟ARM合作，来开发一个双核的Cortex-A9 MPCore处理器?因为ARM处理器在业界领先，已被客户广泛采用，还有其总体生态环境、支持工具都比较成熟。
经过20年的发展，在处理器世界中，尽管处理器的用量越来越大，但主流平台的数量越来越少，美国《Microprocessor Forum》杂志认为，1992年活跃着众多的处理器平台(图2)，但是2009年只有四大主流平台：ARM，x86，PPC(PowerPC)和MIPS平台。其中ARM以生态环境丰富成为瞩目的热点之一。ARM总裁Tudor Brown称，ARM全球有合作伙伴900家企业，合作伙伴的势头发展良好(图3)。并承诺：“今后，ARM将持续地在产品路线图上和伙伴关系上投资，保证客户有强大的渠道和生态系统。”
尽管ARM9和ARM7是ARM全世界授权量最多的
(图4)，也是出货量最大的：但是Cortex-A系列是所有系更里面增长速度最快的，甚至超过M系列。 除了Xilinx的Zynq家族外，很多公司已经或正在做基于Cortex-A9的创新，智能手机、平板电脑、3D TV；网络SoC(系统芯片)、网络服务器、超级计算机……。
这些企业之所以选择A9，因为它是ARM处理器系列中较高性能的一款产品，采用了ARMv7架构。A9处理器的设计是基于先进的推测型八级流水线(speculating 8-stage pipeline)，该流水线具有高效、动态长度、多发射超标量及无序完成特征，因此这款处理器的性能、功效和功能均达到了高水平，能够满足消费、网络、企业和移动应用等领域尖端产品的要求。 处理器+FPGA整合：1+1>2
市场调查表明，FPGA目前在全部嵌入式系统中的使用比例占50％～70％。因此这个市场非常巨大，而通常的工程方案是“嵌入式处理器+FPGA”。“但是我们的客户并不满足于此，或者说在客户的应用里目前的器件都不能满足他们的需求，无论是传统的单个处理器、单个FPGA、ASIC或者是ASSP，特别是对于软件开发公司来说，对FPGA编程相当困难。我们发现到2014年有约127亿美元的市场是传统FPGA没法服
Xilinx可扩展处理平台ZYNQ嵌入式处理器与FPGA集成的独特创举
