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我們知道，硬件比軟件跑得更快。賽靈思公司（Xilinx）的Zynq器件是當(dāng)今性能最強的芯片之一。自2011年發(fā)布以來，這個帶有ARM處理器的FPGA芯片得到業(yè)界越來越廣泛的接受，其自身也在不斷演進。近日，賽靈思公司發(fā)布了采用16nm技術(shù)的全新的 Zynq UltraScale+ MPSoC，它帶有64位四核ARM Cortex-A53處理器和雙核ARM Cortex-R5實時處理器（參見“賽靈思最新發(fā)布的UltraScale+16nm系列FPGA、3D IC和MPSoC介紹”），創(chuàng)造了SoC性能的新標(biāo)桿。 然而，F(xiàn)PGA SoC雖然功能強大，但它卻不那么容易使用。就像F1賽車，必須專業(yè)賽車手才能駕馭它。FPGA開發(fā)需要硬件語音技能，這在很大程度上制約了Zynq的普及。賽靈思公司當(dāng)然意識到了這一點，所以一直致力于降低FPGA器件的開發(fā)難度。近日，該公司推出了一個全新的開發(fā)環(huán)境SDSoC，它有望解除（起碼是緩解）用戶的“痛點”，讓更多的嵌入式開發(fā)人員可以嘗試Zynq。賽靈思全球銷售與市場亞太區(qū)副總裁楊飛向我們講解了這個SDSoC開發(fā)環(huán)境的作用和特點。 
圖1：溫文爾雅的賽靈思全球銷售與市場亞太區(qū)副總裁楊飛先生 楊飛介紹說，SDSoC開發(fā)環(huán)境是賽靈思公司SDx（Software Defined xx，即軟件定義的xx）戰(zhàn)略的一部分，其目的就是簡化系統(tǒng)開發(fā)難度，讓軟件工程師和系統(tǒng)架構(gòu)師得以發(fā)揮更大的作用，使得他們也可以參與硬件開發(fā)。最早推出的是SDNet（軟定義網(wǎng)絡(luò)），這個面向通信網(wǎng)絡(luò)的方案將可編程能力和智能化功能從控制層擴展至數(shù)據(jù)層 （參見Xilinx推出業(yè)界首款“軟”定義網(wǎng)絡(luò)（SDNet）解決方案）。然后在去年年底，賽靈思面向數(shù)據(jù)中心推出了SDAccel，它針對OpenCL、C 和 C++的SDAccel 開發(fā)環(huán)境將單位功耗性能提高達25倍，從而利用FPGA 實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心應(yīng)用加速（參見Xilinx推出針對OpenCL、C和 C++的SDAccel開發(fā)環(huán)境）。 可見，SDx不僅僅是個工具或方法（Method），而是一個戰(zhàn)略或方法論（Methodology）。它或許可以開啟一個全新的系統(tǒng)開發(fā)局面。 相比面向網(wǎng)絡(luò)的SDNet和面向數(shù)據(jù)中心的SDAccel，面向嵌入式系統(tǒng)的SDSoC顯然應(yīng)用更為廣泛，因為嵌入式系統(tǒng)幾乎無處不在。對于諸多傳統(tǒng)上采用CPU或ASSP芯片的系統(tǒng)，有了SDSoC，現(xiàn)在完全可以考慮Zynq SoC或MPSoC（多核），因為SDSoC提供類似ASSP編程體驗的C/C++設(shè)計環(huán)境，在開發(fā)難度上的差距得以大幅縮小，而Zynq的處理性能則遙遙領(lǐng)先。
圖2：SDSoC加速Zynq SoC或MPSoC的開發(fā)進程 SDSoC提供類似ASSP的編程體驗。簡便易用的Eclipse IDE（賽靈思SDK的擴展產(chǎn)品）為廣大軟件工程師所熟悉。可編程邏輯(PL)中的一鍵式加速功能、優(yōu)化的庫、對Linux/FreeRTOS/裸機的支持等特性簡化了開發(fā)過程。 如下圖所示，SDSoC的特色還包括：系統(tǒng)級的特性描述、全系統(tǒng)優(yōu)化的編譯器和面向平臺開發(fā)人員和系統(tǒng)架構(gòu)師的專家級使用模型。在新聞發(fā)布會上，Xilinx亞太區(qū)Zynq業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理羅霖演示了如何利用SDSoC開發(fā)一款運動監(jiān)測系統(tǒng)。SDSoC可幫助開發(fā)者快速進行系統(tǒng)性能估算，報告軟件/硬件周期精度、性能和硬件利用率。利用可編程邏輯實現(xiàn)自動功能加速，與軟件相比，系統(tǒng)的性能據(jù)稱可提升100倍。演示結(jié)果顯示，在純軟件運行情況下，系統(tǒng)輸出的視頻出現(xiàn)卡頓，而在硬件加速后則非常流暢。
圖3：SDSoC開發(fā)環(huán)境的特點 楊飛介紹說，在不具備RTL語音技能的情況下，軟件工程師采用C/C++也可以完成大部分的系統(tǒng)開發(fā)任務(wù)，硬件工程師的工作則是開發(fā)底層的應(yīng)用平臺，方便軟件工程師調(diào)用。這樣就解決了硬件工程師緊缺的難題，同時大幅加快了開發(fā)進程，使得過去需要一兩年的研發(fā)工作可以縮短到了一兩個月。 . 目前，賽靈思和第三方提供的Zynq開發(fā)板有ZC702、ZC706、ZedBoard、MicroZed 和ZYBO。含視頻與圖像、SDR等功能在內(nèi)的賽靈思聯(lián)盟成員特定市場平臺即將推出。用戶也可以運用SDSoC和Vivado設(shè)計套件構(gòu)建自己的定制平臺。SDSoC現(xiàn)可提供早期試用版本。更多信息請訪問china.xilinx.com/sdsoc。 |
