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颠覆未来:基于FPGA的可重构计算机--ZedBoard的闪亮登场,刷新梦想

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《颠覆未来:基于FPGA的可重构计算机》 1

1. 写在前面的话 1

2. 可怕的未来 2

3. 数字世界的发展 3

4. 未来计算机预测 5

5. 目前已有的技术 7

5.1. 万兆以太网技术 7

5.2. HDMI、3D技术的出现 9

5.3. 双核Cortex A9 FPGA 10

6. 可重构计算机预言 12

7. 可重构计算机实现 14

8. ZedBoard的闪亮登场,刷新梦想 17

1. 写在前面的话

哎,好久没有书写这个富有感情色彩,又极具现实与未来于一体的牛斑斑的文章了。写的就是畅快啊。虽然绞尽了脑汁。

对于要有“思想”一说,我在暑假的时候吐槽过,我们不该只是发表纯粹的技术,也不该只是发表虚空的理论,一篇完美的博文,必须集智慧、思想、技术、内涵于一体的合集:http://blog.chinaaet.com/detail/29025.html

不想成为一个技术高强的机器,也不想成为一个空无主义者,只想成为个有思想的智者,就算不能,无限度的靠近,Never Give UP!

篇幅实在太长,我也没想到怎么会有那么多的思想。。。此主题只能分好几部分来发布,大家悠着点,我会持续更新,指导我把我脑袋中的思想全部浸透在纸张上为止。

前面在Chinaaet-FPAG主题季发布了《颠覆未来:基于FPGA的可重构计算机》(一)~(六),但绝得(七)与ZedBoard比较挂钩(这本来就是我写此篇的最终目的),因为ZedBoard和FPGA博文赛只能发一遍,所以又在这里发了一发。。。

 

 

-------------------------------------------------------------------------------- 华丽的分篇线-----------------------------------------------------------

 

7. 可重构计算机实现

曾问过自己:“天南地北,何处可容狂客……”

曾无数次告诉过自己:“既然选择了远方,便不顾风雨兼程,一路走下去……”

曾有人在我远去他乡前告诉过我:“Wherever you go, whatever you do, never give up!”

一本小书只看了一句话:“有些路,只能一个人走……”

在蹉跎中前进,相信奇迹,奇迹才会不期而遇……

我总是突然爆发了灵感,然后一发而不可收拾,久久不能平静,直到书写完内心深处的灵感,才能渐渐安息,开始下一个旅程。。。

遨游了很久,爆发了很久,找了很多资料,P了很多图,终于讲到了重点,开篇真不容易啊。且不说未来10年,FPGA世界的主宰会是Xlinx还是 Altera;且不说数字世界的发展,未来到底是怎样……从这里开始,我们开始“设计”“可重构计算机”,颠覆数字世界的未来!

权且放低彼此高尚的眼光,实现现在的计算机功能,FPGA需要做些什么?

1) PS2鼠标键盘?Too easy,用Verilog HDL随便写写好了。。。

2) USB鼠标键盘?CYP68013,Too easy,早就成熟了。。。

3) FLASH?Too easy,一直都在用。。。

4) 硬盘?Too easy,文件系统的USB Flash罢了。。。

5) 摄像头?Too easy,请baidu《从零开始走进OV7670世界》。。。

6) 内存条?Too easy, Altera & Xilinx板卡早就有现成的IP实现之。。。

7) 以太网?Too easy,前面刚刚讲过千兆以太网NetFPGA来着。。。

8) HDMI?Too easy,这不现成的吗?

9) PCIE?Too easy,这不有现成的IP,早已在走向成熟的光明大道上了。。。

10) And So on……

以上技术,均根据现有技术基于FPGA来开发(非针对个人实现的可能性),同时以前高速并行能力,在速度和带宽上有了质量的飞跃。早些年有人用FPGA实 现DOS,甚至Windows 3.0的但这些OUT的系统是在无法支撑现在的需求。既然我们现在有了双核Cortex A9的FPGA,实现软件+硬件加速+DSP功能,还有什么可怕的?愚公移山,积少成多,实现下图的“可重构计算机”,又何尝不可以呢?

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外设架构与现在的计算机差不多,但是他不再需要显卡,不再需要CPU,不再需要其他一些辅助功能的板卡,同时支持现场可编程,随时可以根据需求重构计算机 配置,实现真正的SOC甚至NOC(片上网络:服务器)技术。有一个名词叫做“整合”,有句话叫做“人多力量大”!既然我们有充足的干粮,“远程”还有什 么可以恐惧的呢?

也许1+1 = 2,那

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一片FPGA = Logic + 双核Cortex A9 + DSP,那两片呢?

FPGA + FPGA  =  Logic + 4核Cotex A9 + DSP?

难道,也就是说:

FPGA + FPGA >  wps_clip_image-7240

小米2的1.5G四核高通CPU,28nm技术,双核Cortex A9的FPGA,同样是28nm技术,难道带宽只有1.5G嘛?So,就目前而言,两块FPGA级联,即能实现四核小米2手机,甚至还有Logic + DSP,有此优势,能发挥小米2无法匹及的高度,又何尝不可呢?没有做不到,只有想不到!这下,雷军还不被气死。。

Nokia时代到Android触屏时代,仅仅花了2-3年时间;那双核FPGA已经如此,那四核、8核、核阵列的FPGA还会远吗?颠覆未来,期待下一代“基于FPGA的可重构计算机”!

颠覆未来,期待下一代“基于FPGA的可重构计算机”!

一切皆有可能!

8. ZedBoard的闪亮登场,刷新梦想

于是有“人”终于还是坐立不安,按捺不住了!经过再三考虑,DIGILENT、AVNET、Xilinx合作开发的ZedBoard开发板面世了!Xilinx率先推出了一款双核的Cotex A9 FPGA,让我们这些发烧友尝尝鲜,见证奇迹的到来,梦想还会远吗?

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这 款双核Cortex FPGA的ZenBoard,便是基于Xilinx的Zynq-7000系列的FPGA。其包括了主频为1G的Cortex A9、DSP、Logic,功耗降低了50%,同时对于操作系统、IP、工具而言更加的灵活,更以28nm技术在业界突破了极限,迎来了新的IC时代!

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ZedBoard以其强大的功能,震撼了FPGA发烧友,主要包括了:

1) Zynq-7020双核Cortex A9 的FPGA

2) 512M的DDR3内存

3) 256M FLASH

4) 4G SD卡

5) 10/100/1000 M以太网

6) HDMI视频输出

7) 音频输入输出接口

8) USB接口

仅从硬件开发平台而言,ZedBoard已经包含了一台计算机主板所必须有的接口,难道Xilinx早已有所准备,暗中计划,打算实现“可重构计算机”,让历史开始颠覆,让下图成为现实吗?

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Yes,you are right。。。。

虽 然Zynq-7020没有Zynq-7040那么强大(1G的ARM主频),但是双核677M主频在带宽上已经足够的惊人。况且这不仅仅是一片ARM, 而是一个FPGA,更以其包含DSP+Logic,不管是CPU线程,还是FPGA的加速功能,同时数字信号处理对于算法有强大的支持,这简直已经可以无 法无天了。。。

那么,我们到底能做什么呢?

期待,仅仅是为了更好的;努力,也仅仅是因为期待……

我想说:在ZenBoard上实现Ubuntu 12.0的Linux操作系统,支持鼠标、键盘、U盘、音响甚至移动硬盘外设,以HDMI-LCD为图像显示终端,能直接通过普通网线上网,实现一台最简单的基于FPGA的Linux操作及系统的“可重构计算机”!

你说可以吗?

我曾大胆猜想过,同时也见到有同样想法的人。一直遥遥无期的努力+期待之中,于茫茫人海之中,我终于等到了她……我达达的马蹄是美丽的错误,我不是归人,我只是个过客……

不好意思,基于FPGA的Linux操作及系统的“可重构计算机”,已经活生生的摆在了眼前。。。。

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“人之所以能,是因为他相信能”。站在Xilinx巨大的肩膀上,见证了“可重构计算机”的奇迹,无比激动,因为曙光初现了;无比平静,因为我知道,要做的还有很多很多……

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革命尚未成功,同志仍需努力!14nm ARM成功流片,Cortex-A50还会远吗?(http://www.elecfans.com/article/90/153/2012/1101295934.html)

当然Xilinx也需要努力,一方面能改进各种Bug,另一方面,能够加把劲,向20nm甚至14nm进军,更高主频的内核,多核Cortex甚至核阵列的FPGA,以及更低的功耗。彼时彼刻,颠覆未来,奇迹只在那么一瞬间……

倘若某一天,通过改版,能改进并且支持一下功能:

1) 直接支持DDR3的内存条

2) 更大的板载FLASH(可安装多版本的操作系统)

3) USB 3.0

4) 同时支持HDMI-LCD以及VGA

5) ……

那我的预言,我的梦想,我的期待:“基于FPGA的可重构计算机”,还会远吗???

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“可重构计算机”的预言,在就告一段落,但是新的旅程才刚刚开始,要做的路还是很长很长!我还是会不断的努力,不断地尝试,不断地升级,不断地分享,希望有人会跟踪《颠覆未来:基于FPGA的可重构计算机》……