嵌入式控制单元
控制/信号处理
前言

对于不同的应用,嵌入式控制系统复杂程度及功能特性也各不相同,系统所应用的核心控制单元更是种类繁多,性能各异。

需求了解

目前的嵌入式控制系统使用核心控制单元具有3种方案:一是使用单片机或处理器作为控制核心;二是使用可编程逻辑器件FPGA作为控制核心,三是前两者配合使用共同组成嵌入式控制核心。

嵌入式控制单元-HD-ZYNQ7020具有体积小,控制功能强大,使用灵活,可扩展性强的特点。可适用于以上任意一种嵌入式控制方案,非常适用于工业控制,水下探测及武器装备等。

从0到1

嵌入式控制单元-HD-ZYNQ7020主要功能包括千兆以太网功能,串口功能,数据存储功能,及大量的可编程数字I/O口且I/O接口数字电平可灵活配置。

该控制采集模块所采用的芯片集FPGA功能和ARM处理器于一身,具有强大灵活的控制能力。该控制单元应用在嵌入式产品中可对芯片的FPGA部分进行编程实现底层驱动设备接口;芯片内嵌的双ARM核可运行实时操作系统,处理复杂的用户任务。

该控制单元具有130多个可编程数字I/O口供用户使用,这些接口可灵活配置:可配置成普通I/O接口实现开关控制;可配置成AD采集的数字接口,实现高速采样;可配置成波形输出的数字接口,实现高刷新率的波形发射功能;可配置成串行通信接口,实现数据串行通信;可配置成并行EMIF接口实现高速并口通信功能等。

该控制单元可实现数据存储功能,能实时存储系统数据,比如采集的AD数据或者并口EMIF传输的数据,可实现存储速率达25MB/s。使用千兆网口可实现对存储数据的回收及系统参数的设置。

独具匠心

嵌入式控制单元-HD-ZYNQ7020实现了小体积,强大控制能力及扩展性能强的特性。其中主控芯片SOC具有FPGA与ARM功能,ARM核心与FPGA可实现芯片内部通信,通信方式简单高效。对比独立的ARM芯片和FPGA芯片配合使用的方式,该方式不仅能实现控制单元体积变小,还简化了ARM和FPGA芯片之间复杂的通信协议。

嵌入式控制单元-HD-ZYNQ7020做成模块形式,可通过接插件提供大量的用户可编程I/O接口,可实现各种定制功能,可扩展性非常强,很容易应用到各种控制系统中。

该控制单元可提供16G的数据存储空间,并且实时存储速度可达25MB/s。

产品落地

嵌入式控制单元采用FPGA+ARM+FLASH的组合结构,使模块功能全面,性能良好,集成度高,大大提高了用户的工作效率,由于模块I/O配置的灵活性,使嵌入式控制单元模块,可随时修改配置,在不同项目中,快速灵活的使用。

生产的嵌入式控制单元-HD-ZYNQ7020已应用于自导系统的研发中,完成了多种测试试验,试验过程中实时采集并记录了大量试验数据,对客户系统的稳定运行及试验数据分析提供了保障。

图为嵌入式控制单元模块HD-ZYNQ7020

产品参数

(1)主频:双核ARM主频663mHz,FPGA逻辑部分主频250mHz;

(2)DDR容量:512MB;

(3)可配置I/O:130个;

(4)内置FLASH存储速度:25MB/s;

(5)内置FLASH存储容量:16GB;

(6)通信接口:千兆网口,RS232串口,EMIF并行接口;

(7)供电:5V;

(8)模块体积:106mm*66mm*15mm。

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