Zybo Z7迁移指南

本指南旨在帮助从最近退休的ZYBO迁移到新的和改进的ZYBO Z7。它将对那些目前拥有或熟悉ZYBO的人有用,并将需要将现有的材料移植到新的平台。如果你只是简单地寻找完整的文件关于Zybo Z7,请参阅Zybo Z7参考手册

ZYBO怎么了?

我们意识到,对ZYBO的设计进行几次小的更新,我们可以大大提高其作为一个视频平台的能力,而只增加很少的成本。我们决定继续进行这些更改,并在此过程中做一些额外的改进。只要有可能,我们保持设计不变,以帮助从ZYBO迁移到这个新平台,ZYBO Z7,方便我们的客户。以下是所做改动的摘要:

  • 将VGA输出端口替换为HDMI输入端口
  • 转换双向HDMI端口输出仅为简单
  • 修复了HDMI显示器背电问题
  • 新增支持MIPI CSI-2的Pcam接口,用于摄像头传感器模块的挂载
  • 处理器速度提高到667兆赫DDR速度为1066兆赫
  • DDR容量从512增加MB1GB
  • 将DDR3改为DDR3L以降低功耗
  • 添加RGB led
  • 选择购买更大的Zynq-7000装载
  • Digilent提供的SDSoC修订平台

硬件比较

下图显示了ZYBO旁边的两个新的ZYBO Z7产品变体,ZYBO Z7-10和ZYBO Z7-20。

这三种产品的完整特性列表列在下表中,便于比较。

ZYBO Zybo Z7-10 Zybo Z7-20
产品信息 状态 停止 活跃的
价格(美元) 189 199 299
Zynq规范 Zynq部分 XC7Z010-1CLG400C XC7Z020-1CLG400C
处理器 650兆赫双核cortex - a9 667兆赫双核cortex - a9
编程选项 JTAG,四spi Flash, microSD
1议员片上ADC 是的
查表(附近地区) 17600年 53200年
人字拖 35200年 106400年
内存 270 KB 630 KB
时钟管理模块 2 4
内存 DDR 512MB32位总线@ 1050的DDR3兆赫 1GB32位总线@ 1066的DDR3L兆赫
四SPI闪光 16MB
microSD槽 是的
权力 输入选项 USB或任何5V外部电源
风扇连接器 没有 是的
USB、以太网 千兆以太网 是的
USB-JTAG电路 是的
USB-UART桥 是的
USB 2.0 OTG 主机和设备
音频和视频 音频编解码器 SSM2603
VGA输出 是的 没有
双向HDMI 是的 没有
HDMI输出 没有 是的
HDMI输入 没有 是的
Pcam MIPI CSI-2摄像机接口 没有 是的
GPIO设备 按钮 6
开关 4
发光二极管 5
RGB led 0 1 2
扩张的连接器 Pmod港口 6 5 6
形成的因素 宽度 3.3英寸(88毫米)
长度 4.8英寸(122毫米)

迁移的考虑

当从ZYBO迁移到ZYBO Z7时,必须考虑以下问题:

Zynq线图的变化

许多组件的引脚映射已经改变。这是真实的,甚至为一些组件,都存在于Zybo Z7和Zybo。任何使用板文件接口的IP核都需要重新定位到Zybo Z7。此外,在XDC文件中发现的任何引脚约束将需要用更新的引脚约束替换,考虑到Zybo Z7的新引脚。请参阅“项目迁移教程”一节,了解如何使用现有的ZYBO项目进行迁移。

由于这个原因,大多数预构建的位流文件的目标是ZYBO将不能工作在ZYBO Z7。

Zynq PS配置更改

输入振荡器从50变了兆赫到33.3333兆赫.此外,Zybo Z7使用不同的DDR内存。这两项更改都需要Vivado中的Zynq Processing System IP Core重新配置,使用与ZYBO上使用的不同设置。请参阅“项目迁移教程”一节,以获得更新现有ZYBO框图以使用新的ZYBO Z7设置的简单方法。

由于这个原因,任何以ZYBO为目标并利用处理器的二进制文件(例如BOOT.bin文件)都不能在ZYBO Z7上工作。

Pmod端口更改

ZYBO和ZYBO Z7-20上的Pmod端口是相同的,但是ZYBO Z7-10上的高速Pmod端口比Zynq-7000少了一个。具体来说,它不包括Pmod JB。要将设计迁移到使用Pmod JB的Zybo Z7-10,将其修改为使用Pmod JC或Pmod JD,这也是高速Pmod端口。如果一个设计必须使用Pmod JB,它应该迁移到Zybo Z7-20。

VGA删除

为了给HDMI端口和Pcam端口腾出空间,VGA端口被移除了。如果一个项目使用VGA输出,有几个选项可以将其移植到Zybo Z7。

  1. 修改设计,改为在HDMI TX端口输出视频。最简单的方法是使用Digilent的rgb2dvi IP核vivado-library IP回购.这个IP核将把项目用来驱动VGA端口的信号转换成可以连接到HDMI TX端口的DVI信号。作为奖励,这将提高颜色深度到24位。
  2. 购买一个Pmod VGA并将其连接到Zybo Z7上的两个Pmod端口上。这将在Zybo Z7上提供VGA输出端口,就像在Zybo上发现的一样。这样做的缺点是,与ZYBO上的16位VGA相比,Pmod VGA只有12位颜色深度,因此需要对项目进行修改,以截断额外的颜色信号。有关如何使用Zybo Z7的Pmod VGA的示例,请参阅“Zybo Z7 Pmod VGA Demo”Zybo Z7资源中心

HDMI端口更改

使用ZYBO上的双向HDMI端口作为显示器输出的项目应该修改为使用连接到ZYBO Z7上的HDMI TX端口的引脚。HDMI TX端口的功能与双向端口相同,除了不再需要HDMI_OUT_EN信号来指示端口方向。

作为一个额外的改进,你不再需要断开任何附加的显示器,以电源循环Zybo Z7。ZYBO上的显示回电问题已经修复。

使用ZYBO上的双向HDMI端口作为输入的项目应该修改为使用ZYBO Z7上HDMI RX端口的引脚。HDMI RX端口的功能与双向端口相同,只是不再需要HDMI_OUT_EN信号来指示端口方向。

那些需要使用HDMI RX端口上可选的CEC引脚的人必须迁移到Zybo Z7-20。HDMI RX接口的CEC引脚未连接Zybo Z7-10的Zynq

开双显示

使用ZYBO同时驱动HDMI端口和VGA端口的两个显示器的设计将不再能够使用ZYBO Z7上的视频端口(只有一个输出)。Digilent建议使用HDMI TX端口和Pmod VGA与Zybo Z7,如果你的设计需要双显示。更多信息请参见“HDMI端口更改”章节和“VGA移除”章节。

Pcam端口添加

Pcam连接器可用于将基于MIPI CSI-2的摄像头传感器模块连接到Zybo Z7上。这个接口支持比板载USB 2.0连接器更低的延迟和更高的带宽。如果你的设计使用的是USB 2.0摄像头,将其修改为使用Pcam端口将提高性能。

修订SDSoC平台

SDSoC和reVISION库使得在全C/ c++开发环境中使用openCV函数进行FPGA加速视频处理成为可能。Digilent将在未来为Zybo Z7-20提供具有reVISION功能的SDSoC平台,从而实现这一设计流程。那些使用ZYBO进行视频处理的人(或者有兴趣这样做的人)应该考虑将项目迁移到SDSoC是否能够实现改进。有关reVISION的更多信息,请参阅Xilinx的修正带

有兴趣使用reVISION的用户应该迁移到Zybo Z7-20上。Zybo Z7-10没有足够的可编程逻辑资源来正确地实现reVISION平台。

更大的FPGA选项

如果您想从拥有更多的FPGA资源中受益,您可以选择迁移到Zybo Z7-20,其中包括一个更大的ZC7020 Zynq部分。迁移到Zybo Z7-20的过程并不比迁移到Zybo Z7-10更难,zbo Z7-10具有与Zybo相同的ZC7010 Zynq部分。

在ZYBO或ZYBO Z7-10上设计的基本视频处理应用程序通常会使用可编程逻辑中的大部分可用资源。出于这个原因,Zybo Z7-20推荐给那些对视频处理感兴趣的人。

DDR内存的改进

Zybo Z7的内存容量是Zybo的两倍GB.一些设计可能会受益于这种额外的内存。在嵌入式Linux (Petalinux)上构建的设计中,这通常很有用。

对DDR的其他改进将略微增加可用带宽并降低功耗。


项目迁移教程

下面的过程描述了一个将现有Vivado项目从ZYBO移植到ZYBO Z7的简单方法。它在Vivado 2017.2中进行了测试,可能适用于其他版本,尽管步骤和图像可能略有不同。注意,本指南希望有使用Vivado和Xilinx SDK的经验。

1.

安装最新版本的Digilent Vivado板文件

2.

下载最新版本的Digilent XDC回购

3.

打开你想要迁移到Zybo Z7的Vivado项目

4.

区块开放设计

5.

点击设置

6.

点击“…”

7.

选择Zybo Z7-10或Zybo Z7-20重新定位您的项目到新平台。单击OK应用设置

8.

点击工具- >报告- >报告IP状态

9.

点击升级选择。完成后,如果要求生成输出产品,请单击跳过。关于负DDR DELAY值的严重警告可以忽略。

10.

Zynq PS IP核心不会自动接受新设置,这必须通过触发区块自动化来实现。为此,首先从设计中删除DDR和FIXED_IO端口。

11.

在框图上方应该出现一个绿色的条纹,表示“运行块自动化”。点击它。

12.

在弹出的新向导中,接受默认值并单击OK。Zynq PS现在可以在Zybo Z7上正常工作了。

上一步可能会导致您在Zynq PS IP核中手动设置的一些设置被覆盖。如果您认为发生了这种情况,您可以按Ctrl-Z撤消最后一步,然后记录它所触发的任何不希望看到的差异。然后重新做自动化的块,并再次手动进行所需的更改。Zynq PS IP核中经常更改的大多数选项(如FCLK、HP、GP和中断设置)不应受此影响。

13.

如果您的设计在XDC文件中指定了任何引脚约束,请将它们替换为在Zybo-Z7-Master中找到的等效引脚约束。digilent-xdc repo的XDC文件。

14.

根据“迁移注意事项”一节中指出的情况,实现您可能需要对设计进行的任何功能更改。

15.

保存框图。单击Generate Bitstream以构建项目。

16.

将项目导出到Xilinx SDK以在Zybo Z7上运行和测试您的项目。