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智能時代

不知不覺中，物聯網、大數據、人工智能等技術，已經簇擁著我們來到了智能時代的門前。在智能時代，根據用戶的需要設計更為個性化的產品成為一個趨勢，但由此也給電子產品的開發者帶來了一個挑戰——個性化硬幣的另一面是“碎片化”，而傳統上電子產品是一個規模效應非常顯著的市場，有“量”才有得賺。應對這個挑戰，就需要電子產品的開發平臺，既要有足夠高的性能去追隨技術進步，又要有足夠大的靈活性去適應市場和用戶需求的變化。

以往電子產品常用的開發平臺是專用集成電路 ASIC和通用處理器。前者因為是針對某一特定應用專門設計優化的，性能高，如果有足夠的量成本優勢也會很明顯。但是由于ASIC的開發成本原來越高，在“碎片化”的市場中用它做產品越來越不劃算。通用處理器其通用性自然決定了它靈活度高、適應性強，但在針對特定應用場景的性能優化上難免會遇到瓶頸。所以人們將目光轉向了可編程邏輯器件FPGA，FGPA可以通過軟件編程去定義硬件功能，開發者可以“隨心所欲”地用其搭建出各種功能電路，靈活性自不必說，而且隨著設計和制造工藝的進步，功耗、成本這些以前FPGA的短板也在不斷“加長”。所以近年來采用FPGA的Design-in項目一直在增加。

但FPGA廠商并沒有就此止步，他們希望通過創新的產品攫取更大的市場份額。于是在2012年，全球最大的FPGA廠商Xilinx推出了Zynq-7000全可編程（All Programmable） SoC平臺。之所以被稱為SoC，是因為Zynq-7000在器件架構中除了可編程邏輯電路，還集成了ARM Cortex-A9處理器，以往要用ARM處理器+FPGA兩顆器件完成的設計，如今在一顆芯片中就可以實現，而且由于采用了28nm先進的半導體工藝，Zynq-7000的功耗和性能遠遠優于分立的ARM處理器+FPGA系統。Xilinx希望通過Zynq-7000重新定義嵌入式系統的可能性，為開發者提供一個靈活的平臺，并借此進一步在嵌入式市場擴大版圖。

目前Zynq-7000已經發展出包括單核、雙核，涵蓋成本優化、中端應用的豐富產品，并且得到日益完善的開發工具和IP庫資源的支持（如Vivado Design Suite 和 Vivado HLS工具支持，SDSoC開發環境和業界首款 C/C++全系統優化的編譯器）。不過如果希望在智能時代“占據”更多開發者的案頭，Zynq-7000還需要更健全的生態系統的支撐，比如配套的開發板，因為一塊優秀的開發板，能夠讓Zynq-7000的優勢性能充分釋放出來，幫助開發者快速掌握這一獨具特色的器件，并用它叩開智能時代的大門。

圖1，Zynq-7000全可編程SoC 系列產品（來源：Xilinx）

這次“接棒”，幫助Zynq-7000繼續開疆擴土的是安富利。圍繞著Zynq-7000，安富利提供了一系列設計資源，其新近推出的MiniZed開發板更是可圈可點。

MiniZed開發板基于Zynq 7Z007S，這是Xilinx最新發布的一顆單核、成本優化型器件。該器件包含一個主頻達766MHz的ARM Cortex-A9處理器核，Artix-7 FPGA架構確保了低功耗和低成本特性。從圖1中可以看出，盡管定位在入門級應用，但Zynq 7Z007S中配置的硬件資源同樣十分豐富，在滿足開發者設計所需的同時，還可以令其充分體驗Zynq-7000全可編程的特色。

評估一個開發板的水準高下，主控芯片之外的外設資源配置也十分關鍵。MiniZed開發板的外設配置充分體現了安富利強大的生態鏈整合能力，從下面系統框圖的BOM可以看出，代表每個領域“出鏡”的都是一線的廠商。

圖2，MiniZed開發板系統框圖

內存：Micron貢獻了包括512 MB DDR3L、128 Mb QSPI flash、8GB板載eMMC（替代外置的SD卡）在內的整體存儲解決方案。
無線連接：Murata的“Type 1DX”無線模塊，同時提供了Wi-Fi （802.11b/g/n）和藍牙（藍牙4.1，包括經典藍牙和BLE）連接。
傳感器：采用了ST Micro的LIS2DS12加速度計和溫度傳感器，以及MP34DT05數字 MEMS麥克風，可以讓開發者完成相關物聯網應用的開發。麥克風還可以進行音頻拾取，幫助開發者進行音頻處理的開發。
電源管理：Dialog Semiconductor的DA9062 PMIC為整個開發板提供高效電源管理支持。
連接器：開發板上集成了Samtec公司的2個Pmod兼容鏈接器和一個Arduino 接口，方便開發板接入更多外設。板載USB 2.0 主接口使用的是Microchip的USB3320 PHY。
JTAG電路：使用一根電纜通過USB連接筆記本電腦，就可以讓MiniZed跑起來了。
其他資源：還包括Microchip精密低功耗CMOS振蕩器，以及LED顯示燈、 Reset按鍵、用戶按鍵、用戶開關等部件。