FPGA Series
FPGA 系列:Zynq 嵌入式系统设计实战全集
从架构解析到三大综合项目,覆盖 Zynq-7000 软硬件协同设计全流程。29 篇实战文章,五个层次递进,附开源 FPGA 工具链扩展系列。
这个系列的目标只有一个:在 Pynq-Z2(XC7Z020)上,从零搭出一个能跑 Linux、能用 PL 做硬件加速、能联网联设备的真实 Zynq 系统,并把每一步的"为什么这样做"和"踩了哪些坑"都讲清楚。全系列按五个层次组织——硬件基础、Linux 系统、驱动开发、高级特性、工程化与项目实战——每一层的文章都建立在上一层的基础上,所以建议按顺序阅读。工具链固定在 Vivado / Vitis / PetaLinux 2023.2。
知识地图与推荐阅读顺序
PS → PL → Linux → Project推荐先按 Zynq 主线建立 PS/PL、AXI、Linux、驱动和项目实战的完整链路;开源 FPGA 工具链作为独立扩展,可在掌握基础后随时切入。
Track A · 硬件基础层
从 Zynq-7000 的架构拆解,到 Vivado 工程流、PS 配置、AXI 协议、自定义 IP,再到完整硬件平台设计——7 篇打通从"芯片手册"到"能跑的 .xsa 文件"全链路。
Track B · Linux 系统层
PetaLinux 构建踩坑、FSBL 到 U-Boot 启动链、字符设备驱动骨架、UIO/dev/mem/内核驱动三路访问 PL——4 篇让 Linux 真正跑起来并能控 PL。
Track C · 驱动开发层
AXI DMA 引擎驱动(实测 803 MB/s)、VDMA + HDMI 1080p 视频流水线、AXI-Stream 高速 ADC——3 篇让数据真正高速流动。
Track D · 高级特性层
Vitis HLS、PYNQ、lwIP 网络、OpenAMP 双核、安全启动、Vitis AI 部署、系统可靠性、混合关键性——9 篇覆盖 Zynq 的高阶能力,工业、消费、AI 场景全涵盖。
Track E · 工程化与项目实战
协同仿真(QEMU)、Git + CI/CD 工程化、Capstone 音频 FFT、三大综合项目(数据采集 / 机器视觉 / 工业网关),最后以 29 章知识体系总结收官。
Track F · 开源 FPGA 工具链扩展系列
独立扩展系列:iCEstick / ECP5 / 高云国产 FPGA、NextPnR 时序、SymbiYosys 形式验证、LiteX SoC、cocotb 仿真、开源 HLS、MicroLED 控制器原型、CI/CD——10 篇脱离 Vivado,走开源路线。
iCEstick 全开源工具链:从点灯到 UART
NextPnR 约束、关键路径分析、违例修复
SymbiYosys + SMT 证明你的 RTL 永不出错
VexRiscv CPU + DDR3 + Ethernet 全配置
Python 写测试台,告别 Verilog testbench
HDMI 输出 + SD 卡 + ESP32 协同
Tang Nano 9K 开源工具链全流程
Bambu vs Vitis HLS:C→RTL 不花钱
MicroLED 驱动控制器:从需求到 FPGA 实现
GitHub Actions 自动综合+仿真+时序报告
推荐阅读顺序
如果你是第一次读这个系列,建议按 Track A → B → C → D → E 的顺序推进,每一层都建立在上一层的基础上。如果你对 Linux 驱动已经熟悉,可以直接从 Track C 或 D 挑感兴趣的篇目。Track F 是独立的开源工具链扩展,不依赖 Zynq 板子,可以随时切入。