MiniZed开发板——打开智能时代大门的金钥匙

智能时代

不知不觉中，物联网、大数据、人工智能等技术，已经簇拥着我们来到了智能时代的门前。在智能时代，根据用户的需要设计更为个性化的产品成为一个趋势，但由此也给电子产品的开发者带来了一个挑战——个性化硬币的另一面是"碎片化"，而传统上电子产品是一个规模效应非常显著的市场，有"量"才有得赚。应对这个挑战，就需要电子产品的开发平台，既要有足够高的性能去追随技术进步，又要有足够大的灵活性去适应市场和用户需求的变化。

以往电子产品常用的开发平台是专用集成电路ASIC和通用处理器。前者因为是针对某一特定应用专门设计优化的，性能高，如果有足够的量成本优势也会很明显。但是由于ASIC的开发成本原来越高，在"碎片化"的市场中用它做产品越来越不划算。通用处理器其通用性自然决定了它灵活度高、适应性强，但在针对特定应用场景的性能优化上难免会遇到瓶颈。所以人们将目光转向了可编程逻辑器件FPGA，FGPA可以通过软件编程去定义硬件功能，开发者可以"随心所欲"地用其搭建出各种功能电路，灵活性自不必说，而且随着设计和制造工艺的进步，功耗、成本这些以前FPGA的短板也在不断"加长"。所以近年来采用FPGA的Design-in项目一直在增加。

但FPGA厂商并没有就此止步，他们希望通过创新的产品攫取更大的市场份额。于是在2012年，全球最大的FPGA厂商Xilinx推出了Zynq-7000全可编程（All Programmable） SoC平台。之所以被称为SoC，是因为Zynq-7000在器件架构中除了可编程逻辑电路，还集成了ARM Cortex-A9处理器，以往要用ARM处理器+FPGA两颗器件完成的设计，如今在一颗芯片中就可以实现，而且由于采用了28nm先进的半导体工艺，Zynq-7000的功耗和性能远远优于分立的ARM处理器+FPGA系统。Xilinx希望通过Zynq-7000重新定义嵌入式系统的可能性，为开发者提供一个灵活的平台，并借此进一步在嵌入式市场扩大版图。

目前Zynq-7000已经发展出包括单核、双核，涵盖成本优化、中端应用的丰富产品，并且得到日益完善的开发工具和IP库资源的支持（如Vivado Design Suite 和 Vivado HLS工具支持，SDSoC开发环境和业界首款 C/C++全系统优化的编译器）。不过如果希望在智能时代"占据"更多开发者的案头，Zynq-7000还需要更健全的生态系统的支撑，比如配套的开发板，因为一块优秀的开发板，能够让Zynq-7000的优势性能充分释放出来，帮助开发者快速掌握这一独具特色的器件，并用它叩开智能时代的大门。

图1，Zynq-7000全可编程SoC 系列产品（来源：Xilinx）

这次"接棒"，帮助Zynq-7000继续开疆扩土的是安富利。围绕着Zynq-7000，安富利提供了一系列设计资源，其新近推出的MiniZed开发板更是可圈可点。

MiniZed开发板基于Zynq 7Z007S，这是Xilinx最新发布的一颗单核、成本优化型器件。该器件包含一个主频达766MHz的ARM Cortex-A9处理器核，Artix-7 FPGA架构确保了低功耗和低成本特性。从图1中可以看出，尽管定位在入门级应用，但Zynq 7Z007S中配置的硬件资源同样十分丰富，在满足开发者设计所需的同时，还可以令其充分体验Zynq-7000全可编程的特色。

评估一个开发板的水准高下，主控芯片之外的外设资源配置也十分关键。MiniZed开发板的外设配置充分体现了安富利强大的生态链整合能力，从下面系统框图的BOM可以看出，代表每个领域"出镜"的都是一线的厂商。

图2，MiniZed开发板系统框图

• 内存：Micron贡献了包括512 MB DDR3L、128 Mb QSPI flash、8GB板载eMMC（替代外置的SD卡）在内的整体存储解决方案。

• 无线连接：Murata的"Type 1DX"无线模块，同时提供了Wi-Fi （802.11b/g/n）和蓝牙（蓝牙4.1，包括经典蓝牙和BLE）连接。

• 传感器：采用了ST Micro的LIS2DS12加速度计和温度传感器，以及MP34DT05数字 MEMS麦克风，可以让开发者完成相关物联网应用的开发。麦克风还可以进行音频拾取，帮助开发者进行音频处理的开发。

• 电源管理：Dialog Semiconductor的DA9062 PMIC为整个开发板提供高效电源管理支持。

• 连接器：开发板上集成了Samtec公司的2个Pmod兼容链接器和一个Arduino接口，方便开发板接入更多外设。板载USB 2.0 主接口使用的是Microchip的USB3320 PHY。

• JTAG电路： 使用一根电缆通过USB连接笔记本电脑，就可以让MiniZed跑起来了。

• 其他资源：还包括Microchip精密低功耗CMOS振荡器，以及LED显示灯、