Dette avancerede, praktiske kursus i computerteknik undersøger design og optimering af software- og hardwarekomponenter til Xilinx Zynq-platformen. Studerende vil lære at udnytte ARM CPU-kernen til softwareudvikling, implementere FPGA-baserede hardwareacceleratorer og integrere brugerdefinerede IP-kerner. Kurset bruger forskellige programmeringssprog, herunder C til softwareudvikling og hardwarebeskrivelsessprog (for eksempel: Chisel, VHDL og HLS til hardware-design). Studerende vil udforske implementering af maskinlæringsacceleratorer, memory mapping og IO-grænseflader. Kurset benytter ressourcer fra Zynq-bogen og den ledsagende laboratoriebog og giver de studerende praktiske øvelser og eksempler. En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:

• Forstå arkitekturen og komponenterne i Xilinx Zynq-platformen, inklusiv ARM CPU'en og FPGA.
• Udvikle og optimere C-programmer til ARM CPU'en i et "bare-metal" miljø.
• Profilere C-programmer for at identificere ydelsesflaskehalse og muligheder for hardwareacceleration.
• Implementere hardwareacceleratorer på FPGA ved hjælp af eksisterende IP-kerner og brugerdefinerede IP-kerner udviklet i et hardwarebeskrivelsessprog (for eksempel: Chisel, VHDL eller HLS)
• Udnytte AXI-bussen til kommunikation mellem ARM CPU'en, IO-enheder og IP-kerner på FPGA'en.
• Udnytte ARM CPUens "interrupt system".
• Oprette og bruge brugerdefinerede IO-enheder i en hardware-software-co-design-kontekst.
• Forstå "memory mapping" og anvend den i kommunikationen mellem CPU'en, hukommelsen og IO-grænseflader.
• Anvende den viden og færdigheder, der er erhvervet i kurset, til at løse virkeligeverden computerteknikproblemer og projekter.

• Xilinx Zynq platformarkitektur
o ARM CPU-kernen
o FPGA
• Softwareudvikling på ARM CPU'en
o C-programmering i et "bare-metal" miljø
o Programoptimeringsteknikker
• Hardwareudvikling på FPGA
o Brug af eksisterende IP-kerner
o Udvikling af brugerdefinerede IP-kerner i Chisel, VHDL eller HLS
• Profiling og ydelsesanalyse
o Identificering af flaskehalse
o Bestemmelse af muligheder for hardwareacceleration
• AXI-bus til CPU, IO-enheder og IP-kernekommunikation
• Interrupt System
• Design og styring for ARM CPU'en
• IO-enheder
• Oprettelse og anvendelse af brugerdefinerede IO-enheder i hardware-software-co-design
• Memory mapping
• Communication mellem CPU, hukommelse- og IO-grænseflader
• Anvendelse af færdigheder og viden til computerteknikprojekter
• Laboratorieøvelser og vejledninger
• Praktisk læring med Zynq-bogen og ledsagende laboratoriematerialer The Zynq Book: Embedded Processing with the ARM Cortex-A9 on the Xilinx Zynq-7000 All Programmable SoC
The Zynq Book Tutorials for Zybo and ZedBoard 31. maj, 2023