Плата PYNQ-Z1 Digilent, FPGA Artix-7, SoC Zynq, 512 МБ DDR3

PYNQ-Z1 від Digilent — це програмована FPGA-платформа для розробників, що поєднує можливості SoC Xilinx Zynq та гнучкість Python. Плата дозволяє створювати складні системи без глибоких знань апаратного опису, використовуючи відкриту структуру PYNQ для швидкого прототипування.

• Програмування на Python без HDL завдяки структурі PYNQ
• SoC Xilinx Zynq XC7Z020: 2 ядра Cortex-A9, 650 МГц
• FPGA Artix-7: 13,300 логічних шматків, 220 DSP-блоків
• 512 МБ DDR3 пам'яті з пропускною здатністю 1050 Mbit/s
• Інтерфейси HDMI, аудіо 3,5 мм та вбудований мікрофон
• Сумісність з платами розширення Arduino та модулями Pmod

Програмування на Python без HDL

Архітектура PYNQ дозволяє використовувати можливості SoC Xilinx Zynq (APSoC) без необхідності проектувати програмовані логічні схеми вручну. Замість традиційного HDL, розробники використовують Python, а апаратні модулі імпортується як бібліотеки та керуються через API. Це значно спрощує розробку та тестування коду безпосередньо на платі PYNQ-Z1.

Потужна обчислювальна база

Плата базується на SoC XC7Z020-1CLG400C, який поєднує двоядерний процесор Cortex-A9 з тактовою частотою 650 МГц та програмований логічний пристрій Artix-7. Для зберігання даних та швидкої роботи передбачено 512 МБ пам'яті DDR3 з пропускною здатністю 1050 Mbit/s та 16 MB Quad-SPI Flash. Логічна частина Artix-7 містить 13,300 логічних шматків, 630 КБ блокової пам'яті RAM та 220 блоків DSP для обробки сигналів.

Мультимедійні можливості

PYNQ-Z1 нативно підтримує мультимедійні додатки завдяки вбудованим інтерфейсам аудіо та відео. На платі розміщені порти HDMI (вхід та вихід), а також вихід аудіо 3,5 мм jack (mono) у форматі PWM. Для запису звуку передбачено електретний мікрофон з виходом PDM, що робить плату придатною для створення інтерактивних мультимедійних пристроїв.

Гнучкість розширення

Систему можна легко розширювати за допомогою модулів Pmod, плат розширення Arduino та розширень Grove. Плата має два порти Pmod з 16 виходами I/O FPGA та з'єднувач для плат розширення Arduino з 49 виходами I/O. Для аналогових сигналів доступні 6 аналогових входів XADC (0–3,3 В) та 4 диференціальні входи XADC (0–1,0 В).

Зручне підключення та налагодження

Комунікація з комп'ютером здійснюється через вбудований програматор USB-JTAG та конвертер USB-UART, що спрощує процес програмування та налагодження. Плата також оснащена Gigabit Ethernet та USB OTG (режим host), що дозволяє підключати зовнішні пристрої, такі як Wi-Fi карти, Bluetooth-модулі або камери.

Індикація та керування

Для локального керування та індикації стану на платі розміщено чотири кнопки, два перемикачі та чотири світлодіоди. Додатково передбачено дві триколірні діоди для візуалізації складних станів системи. Живлення подається через USB або від зовнішнього джерела напругою 7–15 В.

PYNQ-Z1 ідеально підходить для інженерів, студентів та хобі-розробників, які хочуть швидко створити прототип системи на базі FPGA, використовуючи знайомий інструментарій Python.