三界大融合：AXIOM完美融合Arduino，ARM及FPGA

作者：清风流云

历时两年时间，AXIOM板卡终于面世了。AXIOM在开始之初，主要由欧洲七家不同的企业单位支持。其中有三所研究机构/高校：锡耶纳大学，巴塞罗那超级计算中心和Fourth，四家科技公司：SECo，Vimar，Evidence和Herta安全。

AXIOM板卡首次将三个不同系列产品结合在 一起：Arduino，ARM处理器以及FPGA。在AXIOM的设计中选择了最好的器件，使得整个板卡可以用尽可能少的资源和能量消耗来取得最大的实时硬件加速。换言之，AXIOM板卡完成了高性能计算，嵌入式计算以及信息-物理融合系统的完美结合。同时，它也是完成对短时内超大数据量进行数据分析的理想平台，比如机器学习，神经网络，服务器集群，比特币挖掘等。

基于Xilinx Zynq UltraScale+ MPSoC的AXIOM板卡
上个月，欧洲AXIOM项目组生产出他们的第一张板卡，此板卡完全基于Xilinx Zynq UltraScale+ ZU9EG MPSoC而实现的。AXIOM工程配置了灵敏度极高的可扩展的快速I/O模块，旨在解决信息-物理融合系统CPS的最新软硬件架构问题。

图1 基于Xilinx Zynq UltraScale+ MPSoC的AXIOM板卡（正面）

从图1中可以看出，此板卡的引脚布局同Arduino Uno一致，所以可以将Arduino Uno兼容的扩展板安装到此板卡上。AXIOM板卡采用类似于Arduino Uno的引脚分配方式，可以为用户在约束和配置FPGAI/O引脚时提供更熟悉的操作方式。

图2 基于Xilinx Zynq UltraScale+ MPSoC的AXIOM工程板卡（背面）

此外，AXIOM板卡还具有以下特点：
1） 较强的Boot兼容能力，包括eMMC，MicroSD，JTAG；
2） 异构64bit ARM FPGA处理器：Xilinx Zynq UltraScale+ ZU9EG MPSoC
3） 64位的Quad 核A53@ 1.2GHz
4） 32位双核R5 @ 500MHz
5） DDR4 @ 2400MT/s
6） Mali-400 GPU @ 600Mhz
7） 600K 系统逻辑单元
8） 用于处理系统的32GB的可交换SO-DIMM RAM；用于可编程逻辑单元的1GB固态RAM
9） 12GTH 无线收发器@ 12.5G比特秒
10） 更简便的可设计性（采用ArduinoUno引脚分配方式）

总结：
当今时代是一个数据量爆炸的时代，为了完成对短时间内爆炸的大规模数据的分析处理，不仅需要十分高效的软件程序，为了缩短时间还需要满足高速，高性能等等的需求。但是，尽管这些条件都满足了，组合出来的机器也是操作复杂的。AXIOM完美地将高性能处理，简便性操作（嵌入式，类似Arduino）以及硬件加速结合在一起，成功解决这一需求。在AXIOM中，FPGA占据十分的重要位置。Xilinx Zynq SoC系列内部集成了单/双核ARM处理器和硬件可编程单元（FPGA），Zynq是实现AXIOM项目的必然选择。