荷蘭的 TOPIC 公司（也稱 TEP）幫助客戶開發(fā)了不同應(yīng)用領(lǐng)域的嵌入式產(chǎn)品，包括醫(yī)療、工業(yè)、汽車、印刷、物流、以及半導(dǎo)體等。不管是哪個行業(yè)，由于市場競爭的壓力迫使產(chǎn)品研發(fā)周期縮短，并且能夠快速推向市場。TOPIC 決定創(chuàng)建一個操作系統(tǒng)擴(kuò)展板，即基于賽靈思 Zynq SoC 的開發(fā)板來使自己和客戶都能夠大大的加速嵌入式開發(fā)！

Dyplo ，世界上第一個將 FPGA 和 CPU 集成的操作系統(tǒng)擴(kuò)展板

基于Xilinx Zynq Z7015或Z7030 SoC的 Miami SOM

基于Miami嵌入式開發(fā)的開發(fā)工具包

為Miami SOM設(shè)計的 Florida 系列接口板

注： Dyplo，Miami，F(xiàn)lorida 均為 TOPIC 公司產(chǎn)品系列

客戶可縮短20%到30%的開發(fā)周期

Dyplo OS 擴(kuò)展板與賽靈思的 VIVADO 設(shè)計工具進(jìn)行無縫對接，利用HLS(High Level Synthesis )和部分重配置功能生成所有必要的硬件或軟件程序文件。然后，Dyplo作為軟件操作系統(tǒng)的部分,從應(yīng)用層提取硬件并且在運行時動態(tài)管理硬件和軟件配置來實現(xiàn)系統(tǒng)性能優(yōu)化和節(jié)省功耗，克服了僅處理器才能實現(xiàn)的難題。通過這種方式，Dyplo可以讓Zynq的軟件工程師可以像開發(fā)常規(guī)軟件一樣的去使用FPGA集成的功能。根據(jù)Rene Zenden,Topic嵌入式系統(tǒng)架構(gòu)師兼聯(lián)合創(chuàng)始人的觀點,客戶在使用Topic Dyplo工具的開發(fā)周期可以減少20%到30%。

Dyplo的基本使用、功能、以及優(yōu)點，我們可以通過一個參考設(shè)計使用Topic的開發(fā)套件來演示。這讓工程師看到如何使用普通軟件編程語言開發(fā)和啟動他們的設(shè)計，并且非常容易從軟件領(lǐng)域轉(zhuǎn)換到FPGA邏輯領(lǐng)域。這個演示程序生動地說明，在芯片工作時，一些濾波器如何能夠在軟件和硬件之間進(jìn)行簡單的切換，即通過點擊屏幕將濾波器從軟件陣列拖到硬件陣列。Dylpo能夠自動保持同嵌入式設(shè)計的信號連接性。

“Zynq SoC 的CPU是一個非常強(qiáng)大的CPU。盡管你可以單獨使用CPU做很多事。但是很多時候，我們?yōu)榭蛻粼O(shè)計系統(tǒng)，都是將CPU和FPGA結(jié)合起來使用。我們不需要專門的Zynq知識，也不需要知道整個Linux要多少堆棧。只需要使用C語言去編寫你的功能模塊。”

——Zenden，TOPIC 嵌入式系統(tǒng)架構(gòu)師兼聯(lián)合創(chuàng)始人

如果需要的話，客戶可以添加他們自己的濾波器到這個參考設(shè)計，按照Dyplo的設(shè)計流程，轉(zhuǎn)換成HDL代碼 。

“對于軟件濾波器。我們編譯C代碼。對于硬件濾波器，我們生成VHDL，如果有現(xiàn)成的用VHDL編寫的濾波器，也可以直接使用”

——Zenden，TOPIC 嵌入式系統(tǒng)架構(gòu)師兼聯(lián)合創(chuàng)始人

用來啟動設(shè)計的開發(fā)套件

正如上文所提到的，這個開發(fā)套件是一個原型系統(tǒng)，包括了一個可維護(hù)的Linux發(fā)行版和BSP，以及專用Zynq的Dyplo OS擴(kuò)展板（驅(qū)動已經(jīng)實現(xiàn)）。這種從基于Zynq嵌入式開發(fā)到純軟件開發(fā)的轉(zhuǎn)變可以使你反復(fù)地直接從軟件中使用一個選項來建立一個你需要的新FPGA功能。這種工具有兩種類型：一個完整的醫(yī)療開發(fā)平臺和一個通用開發(fā)平臺。

Zynq使Dyplo的實現(xiàn)變得容易多了

Dyplo的目標(biāo)硬件平臺是CPU和FPGA組合。以Zynq平臺作為例子，最能體驗Dyplo獨特魅力。Zynq芯片是集成在了Topic的Miami SOM上。邁阿密SOM是針對當(dāng)前高性能的嵌入式系統(tǒng)提供的集成度高同時緊湊而且現(xiàn)成的處理解決方案。這個Miami SOM包括了一顆Zynq Z7015或者Z7030 SoC、512M字節(jié)的LPDDR3-533SDRAM、64M字節(jié)的QSPI 閃存、以及256M字節(jié)的NAND flash存儲器、還有為安全的sha - 256加密存儲而準(zhǔn)備的一個4kbit的 EEPROM，一個板載USB2.0 OTG端口，一個 10/100/1000Mbit/s 的以太網(wǎng)接口，一個JTAG接口，基于一個通用的3.3 v電源輸入的板載電壓調(diào)節(jié)器。所有這些板載功能加起來，整個Miami SOM也只有65x68mm大小。這么緊湊的主要原因是我們用了高度集成的Zynq SoC。

Topic 公司的基于Zynq的 Miami SOM，大小只有65x68.4mm

在開發(fā)這三個嵌入式產(chǎn)品中，賽靈思的Zynq SoC到底有多重要呢？

“Zynq 使得Dyplo的實現(xiàn)更加容易。它是一個推動者，因為現(xiàn)在所有東西都在同一個包。這個平臺現(xiàn)在可以跑Linux了。集成的CPU，F(xiàn)PGA以及軟件使得我們實現(xiàn)Dyplo是如此的easy。Linux也是我們使用Zynq的原因。Dyplo可以使用Linux中的POSIX接口。我們利用FPGA的性能擴(kuò)展成了一個操作系統(tǒng)。它是一個驅(qū)動者。它的集成可看作是一個內(nèi)核的補(bǔ)丁。”

“Linux的啟動大約只需1秒，圖形界面以及驅(qū)動和應(yīng)用從SD卡啟動需要8s,我們可以使用雙核（一種Linux對稱式處理器的配置），并且當(dāng)你在兩個內(nèi)核之間切換的時候，你可以看到性能有明顯的改善。”

——Zenden，TOPIC 嵌入式系統(tǒng)架構(gòu)師兼聯(lián)合創(chuàng)始人

盡管有大量的 IO需要引到Topic的Miami SOM，公司還是不余遺力的進(jìn)一步擴(kuò)展它的嵌入式開發(fā)套件。因為它同時為Miami SOM 開發(fā)了越來越多的Florida I/O轉(zhuǎn)接板來面對不同的應(yīng)用市場。目前有三種不同風(fēng)格的板子：一種是普通版本，一種是醫(yī)療版本帶額外的模擬傳感器，另外一種是PCI-e板子。每個Florida I/O接口板，都有SD卡接口，以太網(wǎng)接口，wifi接口，藍(lán)牙接口，Zigbee，兩個SATA接口，USB OTG，串口，HDM輸入，HDMI輸出，以及GPIO。

還有一個連接器插入AMS(模擬)擴(kuò)展板。因此，F(xiàn)lorida接口板能力超強(qiáng)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過任何一個單獨的產(chǎn)品，但卻非常適合這種開發(fā)平臺。

當(dāng)客戶看到這個平臺，他們一定會深深地被他吸引

醫(yī)療版本的FLorida接口板包括了兩個 TI的 ADS1298 ,8通道，24bit的ADC芯片。前端還集成了ECG，這些ADC專門為EEG，EMG以及ECG應(yīng)用（大腦，肌肉，耳朵）。普通的Florida I/O接口板和醫(yī)療版本的類似，除了沒有TI的ADC芯片之外。Florida PCI-e板子包括了4路 PCI-e接口并且由主機(jī)PC端供電。

“在Zynq出來之前，因為硬件編程的難題，我們會攻擊這樣的設(shè)計，很難去開發(fā)硬件和軟件使得這兩者可以共同解決問題。這就是我們?yōu)樯堕_發(fā)Dyplo。過去，我們耗費了太多的時間去開發(fā)一個硬件和軟件之間好的接口”

——Zenden，TOPIC 嵌入式系統(tǒng)架構(gòu)師兼聯(lián)合創(chuàng)始人

Dyplo的開發(fā)，基于Zynq的開發(fā)工具和Miami以及Florida硬件使Topic開發(fā)新客戶變得更加容易。

我們已經(jīng)和幾家準(zhǔn)備使用這個開發(fā)套件的醫(yī)療公司談妥了，我們將開始探索Zynq和Dyplo在模擬領(lǐng)域的能力！因此這個平臺給我們打開了通往Dyplo和Zynq設(shè)計雙贏的大門。當(dāng)客戶看到這個平臺的產(chǎn)品——Dyplo、Miami、Florida，特別是看到這個產(chǎn)品如此簡單易用，他們絕對會相當(dāng)震撼！

“客戶現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)我們是因為我們有這個平臺。他們問我是否他們可以使用這個平臺來開啟他們自己的工程呢，那是相當(dāng)可以”

——Zenden，TOPIC 嵌入式系統(tǒng)架構(gòu)師兼聯(lián)合創(chuàng)始人