Nuevo día parcial: Pynq Zynq

Los FPGA son el futuro y es un chip que nos trae el futuro hoy. Por supuesto, estoy hablando del Xilinx Zynq, una combinación de un potente procesador ARM A9 y una FPGA muy capaz. Ahora, Zynq se ha convertido en Pynq con el nuevo software de Digilent.

El corazón de esta placa es, por supuesto, el Xilinx Zynq con un procesador ARM Cortex A9 de doble núcleo y un FPGA con 1,3 millones de puertos personalizables. Sin embargo, esto es software y con él viene la memoria y los periféricos. A la placa, Digilent ha agregado 512 MB de RAM DDR3, ranura microSD, entrada HDMI y externamente, Ethernet, host USB y GPIO, todos los cuales son compatibles con la configuración estándar de Arduino.

Esta no es la primera placa Zynq en absoluto. Pasintjare, [antti] se divirtió mucho con Zynq y creó ZynqBerry, Zynq en forma de factor Raspberry Pi y una placa Zynq Arduino. Además, hemos visto el Zynq en algunos proyectos de investigación, pero no tanto en software básico. El Pynq Zynq es uno de los primeros en producirse en cantidades masivas.

Por supuesto, hay una desventaja en Pynq Zynq, y ese es el precio. Cuesta $ 229 USD o $ 65 con un descuento para educación. De hecho, eso no es malo para lo que obtienes. Los FPGA siempre costarán más que un SoC robado de un enrutador o teléfono celular, sin importar cuán poderoso sea. Dicho esto, poner un potente procesador ARM y un potente FPGA en un solo paquete es una propuesta interesante. Añadiendo entrada y salida HDMI aún más. Ya hemos visto algunas aplicaciones interesantes del Zynq como sintetizadores, cuadricópteros y todas las radios británicas. Con esta nueva placa, con suerte, algunos gurús de FPGA emprendedores elegirán una y nos dirán a los simples mortales que quedamos cómo hacer algunas cosas buenas.

  • Max Siegieda (@CampGareth) dice:

    “Pynq con el nuevo software Diglent” Digilent
    ARM “Empaquetado de una corteza AARM de dos núcleos”
    “Al tablero, Diglent agregó” Digilent nuevamente

    Probablemente me perdí algo, así que ¿intentarías leer de nuevo?

    • Brian Benchoff dice:

      Arreglado

      • Enrico S. dice:

        “Fixd” fijo

      • Rodney McKay dice:

        Veo que has cumplido tu deuda.

        • Enrico S. dice:

          (Estaba bromeando)

  • cik dice:

    Bueno, otros ya lo han intentado, vendiendo microcontroladores con FPGA integrados.
    Todos fallaron, entonces, ¿qué es diferente esta vez?

    • Jason dice:

      Las CPU de estos FPGA no son microcontroladores, son procesadores adultos capaces de ejecutar Linux. Para una comparación básica, piense en una Raspberry Pi con un millón de puertas programables en relación con las que le gustan. El diseño compatible de la placa Arduino no indica que haya un microcontrolador a bordo. Intel (el nuevo propietario de Altera) tampoco parece pensar que la combinación CPU / FPGA esté desapareciendo. Tienen Cyclone SoC (similar al Zynq), Arria SoC y creo que Stratix SoC, incluso algunas CPU Xeon tienen núcleos FPGA integrados / juntos. La combinación de estas dos tecnologías es realmente bastante poderosa para algunas aplicaciones.

      • hlide dice:

        Todavía carecen de GPU. Ojalá hubiera un SBC con una CPU / GPU / FPGA triple a un precio asequible. El Zynq Ultra +, que es probablemente la única solución de la que he oído hablar que incluye una GPU, es demasiado caro hasta ahora.

    • Enrico S. dice:

      Hay muchas aplicaciones FPGA que codifican CPU en FPGA, llamadas CPU de núcleo suave. Ahora casi todos los fabricantes se han dado cuenta de que es mejor colocar algunos periféricos “duros” (en lugar de “blandos”) como I2C, SPI e incluso kernels ARM. Esta tecnología es muy popular porque puede guardar mucha lógica en su FPGA, y hasta donde yo sé, tales FPGA han estado en el mercado por algún tiempo.
      Su ejemplo con una CPU con FPGA no se usa mucho porque tendría una FPGA muy pequeña, y actualmente cuesta menos tener una FPGA pequeña “discreta” con una CPU estándar (tan barata).

      PD: Honestamente, este precio es un VESTIDO … … combinado con algún tipo de placa de desarrollo FPGA fabricada directamente por Altera, Xilinx y otras menos famosas que no puedo recordar en este momento.

      • Cf dice:

        Compro programas Fpga con bastante frecuencia para trabajar, y normalmente pago unos miles de dólares por una tabla.

        • Sweeney dice:

          Terasic DE0 Nano SoC – Cyclone V SE FPGA, 1GB de RAM DDR3, núcleos gemelos ARM A9 de 925 MHz, encabezados Arduino compatibles, ADC, Gigabit Ethernet, 2 x GPIO de 40 pines. Cuesta $ 99 o $ 90 con un descuento académico. ¿Tu dijiste?
          Las placas FPGA de gama alta con transceptores de alta velocidad y muchos recursos lógicos pueden traerle miles, pero esta placa no compite en esos enlaces.

          • Megol dice:

            Dijo: “Compro programas Fpga con bastante frecuencia para trabajar, y normalmente pago unos miles de dólares por una tabla”.

            Pero lo que se respondió fue la afirmación de que $ 229 fue un robo, lo cual es ridículo. Incluso en comparación con su ejemplo, ¿es algo un poco más del doble de caro que un robo debido a lo que buscan las placas FPGA? Yo creo que no.

            Por cierto, vale la pena comparar las especificaciones entre esas dos placas, el Pynq tiene E / S HDMI, E / S de audio
            etc. y la parte FPGA es más grande que su placa de comparación …

    • IneedASandwich dice:

      Implementa la “productividad de Python para Zynq”, lo que básicamente permite un cambio en la abstracción de la programación que puede aumentar considerablemente la productividad.

      También tiene una interfaz de Internet integrada a través de la cual puedes programarlo.
      https://media.readthedocs.org/pdf/pynq/latest/pynq.pdf

      En otras palabras, está muy bien y quiero uno.

  • Marcus dice:

    > hay un chip que nos trae el futuro hoy. Por supuesto que estoy hablando del Xilinx Zynq.

    Dos cosas:

    1. ¿Zynq es qué, 6 años disponible ahora? No es mucho “nuevo” que aprender hoy en día. Los proyectos de código abierto de Zynq abundan, al igual que el conocimiento de los límites y posibilidades de Zynq, que básicamente se reduce a “bueno, ahora tengo una FPGA demasiado pequeña para hacer un enlace pesado vinculado a una CPU demasiado grande y lenta para las cosas que haría utilice FPGA. “Sin embargo. Como los últimos años. El ARM no aceleró.

    2. En serio, eso es realmente muy incómodo de leer en la redacción actual. Aprecio la escritura, pero parece que eres el departamento de relaciones públicas de Xilinx.

    • Gilbert dice:

      Tienes razón Marcus, gracias por señalarme estos. En los últimos meses, muchos lectores han expresado su pesar porque cada vez más entradas de blog de La-Tecnologia están adoptando esta notación “brillante, emocionante y nueva” similar a un anuncio (y las suposiciones falsas que a menudo implica), pero parece ser una selección intencional de editores.

      Desafortunadamente, pero todavía estoy feliz de encontrar artículos sobre estos temas aquí, simplemente filtrando los estúpidos clics de Gerrit Coetzee y adoptando los viejos hábitos de Slashdot para no prestar demasiada atención al contenido de TFA, la esencia real, hechos mejor controlados e interesante intercambio de Es probable que se encuentren argumentos en los comentarios, que todavía están en gran parte censurados (otra elección deliberada pero bienvenida de los editores que ayuda a contrarrestar la primera).

    • Rodney McKay dice:

      “En serio, eso es realmente muy incómodo de leer en la redacción actual”.
      En serio, esto es realmente muy incómodo de leer en su redacción actual.

  • Bob Fleming dice:

    “FPGA con 1,3 millones de puertas sintonizables”
    El ZYNQ XC7Z020-1CLG400C que se encuentra en la placa tiene 85k celdas lógicas. A menos que de alguna manera agreguen el uso especial de RAM y DSP para alcanzar puertas de 1.3M.

    • Rob Barris dice:

      Un solo Xilinx LE vale más que el equivalente de una puerta.

    • Sweeney dice:

      En parte para culpar a Xilinx, les gustaba citar sus habilidades FPGA en puertas. Incluso el uso del cálculo LE más estándar con sus dispositivos más nuevos no le brinda una imagen completa. Los recursos como BRAM, bloques DSP, etc. son al menos tan importantes.

      • Redhatter (VK4MSL) dice:

        Solo pensando en esto en la carretera esta mañana. Si le dijera al mundo que mi FPGA tiene puertas de 1.3M, suena impresionante. Si cada uno de esos bloques lógicos tuviera 100.000 puertas cada uno, decir que tengo 10 bloques lógicos no impresionaría a nadie.

        Obviamente, este es un ejemplo extremo e inventado, ningún bloque lógico necesitaría tantas puertas, puede ver por qué el marketing se ha aferrado a tío número en lugar de los demás, es un número “más grande”.

  • Duende retirado dice:

    “X es el futuro” es una vieja declaración tan cansada. Haces una injusticia con FPGA y te falta creatividad. Tal vez intente volverse retro

    • Martín dice:

      Ya es demasiado retro en La-Tecnologia. 🙂 Piense en todas esas cosas desagradables, completamente desactualizadas en mi opinión, porque tenemos LCD y OLED o todos estos “procesadores / computadoras discretos”. Aunque estas declaraciones de “… el futuro” son “peligrosas” 🙂 y los FPGA ciertamente tienen aplicaciones allí.

  • Dan # 942164212 dice:

    Creo que hay un kernel IP SATA que también funcionará en ese chip, ¿alguien tiene una lista completa de kernels que se sabe que son compatibles?

    • Darren dice:

      Los 7020 no tienen radios de alta velocidad
      https://www.xilinx.com/products/silicon-devices/soc/zynq-7000.html#productTable.

      • Dan # 942164212 dice:

        Entonces, ¿qué nivel de SATA pueden hacer?

        • Darren dice:

          Que yo sepa, nadie. SATA 1.0 requiere 1.5 Gbps. Los pines GPIO no llegarán a nadie cerca de eso.

  • Luke Weston dice:

    Sería bueno si alguna de estas placas revelara las interconexiones rápidas usando algo similar a un conector de Internet FPGA estándar (usando los dispositivos de la familia Zynq que tienen transceptores rápidos).

    • Darren dice:

      La tabla cortada está disponible con 7015. A alrededor de $ 270 no es barata.

      • Luke Weston dice:

        Dudo que haya algo más barato en la liga FMC. (¿Lo es?)

  • Stefan dice:

    Mientras el formato de flujo de bits para FPGA permanezca confidencial, no los usaré. Sería interesante si las herramientas para restablecer la lógica pudieran para operar en la plataforma integrada, pero con el estado actual de la documentación, la tecnología FPGA es una mera oportunidad perdida.

    • Redhatter (VK4MSL) dice:

      En este sentido, proyectos como IceStorm han cambiado el juego para mí … en el trabajo a veces tengo que lidiar con el software o binario de otra persona. Paso muchas horas lidiando con esas cosas.
      Cuando regrese a casa, lo último con lo que quiero lidiar es con una pieza de software costoso e hinchado solo para generar unos pocos kB de flujo de bits para configurar una FPGA o programar un microcontrolador.
      Estoy aprendiendo esto, por lo que una gran biblioteca central de IP no me interesa demasiado. Tengo un tiempo limitado, por lo que no hay tiempo para procesar las claves de licencia o tratar de averiguar cuál es el blob de propiedad.
      Intenté jugar con Altera FPGA en la universidad … y me rendí porque no pude poner en marcha el programa Quartus II incluso después de saltar a través de los anillos de licencia de Altera. (Licencia para mía ¿una maquina? Errm, lo siento, no es mi placa FPGA, ¡y la universidad no es dueña de mi computadora portátil!)
      Ahora tengo una placa Lattice ICE40HX8K gracias a IceStorm. Planeo hacer un controlador de memoria con él, así que necesito los pines que ofrece esa placa. (El IceStick está solo ligeramente limitado para eso. La placa HX8K con un chip de 1K sería perfecta).
      Me gustaría ver más FPGA en formato SOIC y DIP, o TQFP más pequeños: estoy seguro de que hay otros que solo quieren un puñado de pines (14-28 pines), y aunque el IceStick es un buen comienzo, DIP es un equivalente empaquetado ocuparía mucho menos espacio.
      En cuanto a Zynq: me encanta la idea, pero por ahora la idea de necesitar cadenas de herramientas patentadas y un sistema operativo para configurar su lado FPGA es lo que me mantiene alejado. Lanza una cadena de herramientas de desnudez de código abierto como IceStorm, y tal vez Xilinx podría tener algo que considerar.

      • Sidra de pera dice:

        Me gusta eso.
        buen punto

      • Alan dice:

        Demonios, solo lanza una cadena de herramientas de construcción específica de Zynq en ejecución: la Zynq.
        Tal como están las cosas, es como requerir que cada programa de Linux esté escrito en una versión de Eclipse que SOLO se ejecute en una computadora con Windows.

      • BeagleBoy dice:

        ¿Propia cadena de herramientas? Sí (hablando de la tela, la parte del brazo usa gcc).

        ¿Propio SO? La última vez que lo comprobé, Linux no era propietario. Hago todo mi desarrollo de Xilinx bajo Linux.

        • Redhatter (VK4MSL) dice:

          Con estas cosas, la necesidad de Windows no es infrecuente. En mi caso con el Altera FPGA, podría conseguirlo es decir con la versión de Windows de Quartus II en el sentido de que al menos intentó hacer algo.

          La versión de Linux se negó por completo a funcionar. No recuerdo los detalles, porque eso sucedió hace unos 8 años. Recuerdo que solo quería que se cargara el softcore de NIOS II para poder ejecutar µClinux para controlar una pantalla LED. Nada lujoso, y la placa FPGA fue lo que nos ayudó a trabajar.

          Teniendo en cuenta esta experiencia, incluso si las herramientas de Xilinx supuestamente vinieron en una versión de Linux, puede perdonar mi escepticismo sobre si funcionan correctamente o no.

          • BeagleBoy dice:

            No hay ningún “supuesto” en ello. Las herramientas de Xilinx se han estado ejecutando en Linux durante al menos una década. Cadena de herramientas total. De hecho, las versiones de Windows siempre me parecieron más un “puerto” que las de Linux. No estoy seguro de quién llegó primero.

            Trabajo en una gran empresa que usa muchos FPGA, y la mayoría de los programas FPGA que veo hacen la mayoría de sus versiones bajo Linux.

          • breng dice:

            Xilinx trabaja con Linux más rápido. Windows ver funciona con un emulador de Linux. mantenga los hechos claros. tiene suficientes problemas con noticias falsas de EE. UU./ UE.

  • Luke Weston dice:

    “FPGA en formato DIP”

    De manera realista, aprenda a adoptar los paquetes modernos.

    • notarealemail dice:

      ¡Nunca! No puedo pelear lo suficientemente bien.

      • Martín dice:

        Cualquier QFP se suelda fácilmente a mano. No es necesario que suelde cada pin de un dispositivo de paso de 0,5 mm por separado. Use mucho fundente y una gota de soldadura fundida que tire a lo largo de las clavijas. Retire el exceso con una mecha de soldadura. No he usado DIP o paquetes similares durante años.

    • BrilaBluJim dice:

      DIP puede ser poco realista, pero ¿qué pasa con los FPGA en paquetes, tal vez soldando a mano? Todo lo que está disponible solo en BGA es casi mi radar.

      • Doogie dice:

        El Max 10 de Altera tiene 144 EQFP con los que puedes luchar.

        El zynq tiene una curva de aprendizaje pronunciada. Lo he estado usando en el trabajo durante aproximadamente un año y finalmente siento que realmente puedo hacer algo con él.

        La parte difícil que encontré no es escribir su pequeño widget VHDL en el lado PL. Obtiene datos desde y hacia su widget al lado de PS. Una vez que pasa esa joroba, la tela ARM + FPGA es realmente agradable. Puedo usar c para lidiar con cosas como hablar con una pantalla táctil LCD SPI, leer y escribir en una tarjeta SD. Cosas que requerirían máquinas de estado largo locas … Y use la tela PL para múltiples receptores en serie VHDL que toman datos y los cobran en BRAM para que el PS pueda capturarlos gratis.

    • Redhatter (VK4MSL) dice:

      Bueno, si puedes poner un BGA en un tablero, me encantaría verlo.
      “Paquetes modernos” para mí significa expectativas de un mes de que los tableros regresarán de la fabricación (porque el trabajo de la pista es demasiado bueno para mí con las herramientas que tengo en casa) y una cosa muy exitosa para soldar a los más pequeños.
      Cuanto más hermoso es el terreno de juego, más difícil se vuelve. Algunas fábricas no fabrican tableros de manera confiable para los mejores paquetes BGA, ¡y Lattice parece amar los realmente pequeños!

      • BrilaBluJim dice:

        Además, considere cuántos pines limita cuando dice “DIP”. El recuento de pines más alto que he visto en DIP (o SOIC), creo que fue de 64 pines. Los proyectos que necesitan un número de puerta alto generalmente también necesitan una gran cantidad de E / S.

  • BeagleBoy dice:

    Por el precio, prefiero el Snickerdoodle. (http://krtkl.com) Los conectores son un poco inusuales, pero están clasificados para un alto rendimiento y hay algunos protectores básicos. Y puede conectarlo fácilmente a su propia placa personalizada.

    • DTorette dice:

      Lo interesante de esto es más la integración del software / firmware de Pynq, el acceso de Python a los módulos FPGA, que la placa en sí. Ha sido un tablero equivalente durante un tiempo y Digilent acaba de anunciar otro tablero muy similar https://blog.digilentinc.com/zynq-for-makers-introducing-the-arty-z7/.
      También prefiero SnickerDoodle.de Krtkl.com. Tengo la intención de incluir a Pynq en ese tablero.

  • Cathal McCabe (Xilinx) dice:

    No mencionado en el artículo; la placa PYNQ-Z1 es compatible con el proyecto de código abierto PYNQ (Python en Zynq). http: //www.pynq.io-code aquí: http://www.github.com/xilinx/pynq-documents aquí: pynq.readthedocs.io
    La imagen de una tarjeta SD proporcionada le permite programar la placa en Python, que no se puede compilar solo con un navegador web.

Matías Jiménez
Matías Jiménez

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