基于ZYNQ的PL与PS端交互概述

在FPGA中，PL（Programmable Logic，可编程逻辑）与PS（Processing System，处理系统）交互的接口通常有以下三种主要方式：

1. AXI总线接口

AXI（Advanced eXtensible Interface）是Xilinx FPGA中广泛采用的高性能总线协议，支持高带宽、高并发数据传输。AXI总线有不同的变种，如AXI4、AXI4-Lite和AXI4-Stream，分别适用于不同的通信需求。

• AXI4：提供高带宽的读写操作，适用于大数据块的传输。
• AXI4-Lite：轻量级接口，通常用于控制寄存器访问。
• AXI4-Stream：用于数据流传输，通常用于视频和音频等应用。

AXI总线接口使得PS与PL之间可以实现高速的数据交换，通常用于需要高吞吐量的应用，如数据处理、视频解码/编码等。

2. DMA接口

DMA（Direct Memory Access，直接内存访问）允许PL与PS之间进行高速数据传输而无需通过CPU干预。DMA控制器负责直接在PS的内存和PL的BRAM（Block RAM）之间移动数据。这种方式常用于需要大规模数据流动的应用，比如信号处理、图像处理等。

• PS与PL通过DMA传输数据：PS可以通过DMA发送请求，将数据传输到PL的缓存区，或者从PL获取数据并存储到PS的内存。
• 高速、低延迟：DMA提供了非常高效的数据交换机制，尤其适用于实时处理。

3. GPIO接口

GPIO（General Purpose Input/Output）接口是最基础的接口方式，主要用于控制简单的信号交换。PS与PL通过GPIO进行低速数据交换，这种方式适用于控制信号或者状态指示等简单应用。

• 简单信号传输：通过GPIO，PS可以控制PL中的硬件逻辑，或者PL可以向PS传递一些标志信息。
• 灵活性高：GPIO不依赖于复杂的协议，适用于低速、简单的控制需求。

4. BRAM接口

BRAM（Block RAM）是FPGA中的一种高速内存，可以用于存储临时数据或作为数据缓冲区。PL（可编程逻辑）和PS（处理系统）之间的交互可以通过BRAM实现，特别是在数据存取速度和带宽要求较高的应用中

• 高带宽、低延迟：BRAM内存通常在FPGA中具有非常高的读写速度，适用于实时性要求较高的应用。
• 灵活性高：BRAM的大小和访问方式可以根据需要进行灵活配置（如单端口、双端口、带宽等），支持多种工作模式。

总结

这三种接口各有特点：

• AXI接口：适用于高带宽、复杂的系统设计，提供高效的数据传输。
• DMA接口：专注于大规模数据流的高速传输，避免了CPU干预。
• GPIO接口：适合简单的信号交换和控制任务。
• BRAM接口: 适用小批量，实时数据传输。

在实际应用中，通常会根据系统的性能需求和应用场景选择合适的接口来实现PL与PS之间的高效交互。后期我将依次介绍基于DMA的DDR的PS与PL通信，AXI-LITE的GPIO的PL与PS通信以及BRAM的PL与PS通信的具体实现过程。