产品描述

FACE（FPGA Algorithm aCceleration Engine）FPGA算法加速开发引擎是基于FPGA可编程器件构建的一系列算法加速开发引擎平台。其旨在通过借助FPGA与ARM灵活的软硬件全可编程能力、并行算法实现以及动态可重构的特性搭配外围大容量DDR3/DDR4存储以及PCIe、QSFP、SATA等高速接口，助力高校和科研院所相关科研项目的算法开发与部署。

FACE-Z7是FACE系列中的一员，该平台采用ZYNQ7100芯片为核心，内嵌有ARM Cortex-A9双硬核可支持Linux操作系统。同时片内具有丰富的可编程逻辑资源，可针对不同应用场景不同需求而定制不同的硬件处理模块，并且可以进行功能动态重构。平台提供有音频、视频输入输出接口，OLED显示屏，光纤通信接口以及丰富的基本IO接口。同时平台还具有丰富的扩展IO，便于进行功能扩展。

硬件框图

图 1 FACE-Z7平台框图

平台特性

•  ZYNQ架构，支持嵌入式处理与软硬件协同处理 

      - 搭载XC7Z035器件（可选XC7Z045或XC7Z100）

      - 逻辑资源丰富，满足实验要求

      - IO接口数量充足

      - 具备GTH高速串行接口

      - 工业级器件，-2速度等级

• 接口丰富、扩展灵活

      - 搭载2路FMC-LPC

      - GPIO外设数量充足、种类齐全

      - 搭载4路光接口

      - 具备HDMI输入输出接口

      - 具有音频输入输出接口

      - 搭载OLED显示屏

• 主要参考设计

      - 外设接口测试设计

      - Linux操作系统基本设计

      - 软硬件开发实验案例

      - 嵌入式系统设计实验案例

      - 其他开源参考案例

平台硬件介绍

主要规格

• 系统主芯片 ZYNQ XC7Z035-2FFG900I（可选ZYNQ XC7Z045-2FFG900I或ZYNQ XC7Z100-2FFG900I）

• 平台接口外设 PS

      - 1GB DDR3 存储器

      - 256Mb Flash 存储器

      - 8GB eMMC存储器

      - 10/100/1000M以太网

      - USB-HOST x4

      - USB-JTAG

      - USB-UART

      - OLED 128x64液晶屏

• 平台接口外设PL

      - 1GB DDR3 存储器

      - 2个可编程按键

      - 8个可编程开关

      - 8个可编程LED灯

      - 32位独立可控LED灯

      - 音频输入输出接口

      - HDMI输入接口

      - HDMI显示接口

      - 2x12 Pin扩展接口

      - 4路SFP+

      - 2个FMC-LPC接口

      - 4个SMA接口

平台资源详述

FPGA芯片

FACE-Z7基于Xilinx ZYNQ-7系列芯片,其片上资源丰富。

主芯片可选三种型号芯片，一种为XC7Z035-2FFG900I，其资源如下：

     - 双核心ARM Cortex-A9处理器

     - NEON SIMD与FPU协处理器

     - L1缓存：每个核心32KB指令缓存与数据

     - 逻辑资源275K Logic Cells

     - 查找表资源数量171,900个

     - 触发器数量343,800个

     - BRAM存储容量17.6Mb

     - DSP核心数量900个

一种为XC7Z045-2FFG900I，其资源如下：

     - 双核心ARM Cortex-A9处理器

     - NEON SIMD与FPU协处理器

     - L1缓存：每个核心32KB指令缓存与数据

     - 逻辑资源350K Logic Cells

     - 查找表资源数量218,600个

     - 触发器数量437,200个

     - BRAM存储容量19.2Mb

     - DSP核心数量900个

一种为XC7Z100-2FFG900I，其资源如下：

     - 双核心ARM Cortex-A9处理器

     - NEON SIMD与FPU协处理器

     - L1缓存：每个核心32KB指令缓存与数据

     - 逻辑资源444K Logic Cells

     - 查找表资源数量277,400个

     - 触发器数量554,800个

     - BRAM存储容量26.5Mb

     - DSP核心数量2,020个

详细资源如下所示。

图 2 ZYNQ芯片资源

主要外设视图：

图 3 板卡主要功能外设

表 1 开发平台主要功能外设概览

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