在傳統的FPGA開發中,硬件設計需要掌握Verilog/VHDL等硬件描述語言,這對軟件開發者而言門檻較高。Xilinx的PYNQ框架通過Overlay硬件庫徹底改變了這一現狀——開發者只需調用Python API即可控制FPGA的硬件模塊,實現硬件加速與靈活配置。本文將深入探討ZYNQ Overlay的核心概念、使用方法,并通過實例展示如何用Python實現LED控制、按鍵交互等創新應用,最后結合多進程編程擴展功能。
一、Overlay是什么?
1.1 硬件庫的革新
Overlay(硬件覆蓋層)是一種可動態加載的FPGA設計,它將硬件功能封裝為類似軟件庫的模塊。通過Overlay,開發者無需設計底層硬件電路,直接調用預定義的Python類即可操作FPGA的硬件資源,如圖像處理加速器、GPIO接口等。
核心優勢:
- 即插即用:Overlay文件(.bit)可動態加載,像軟件庫一樣靈活切換。
- Python驅動:通過PYNQ框架,開發者用Python代碼即可控制硬件模塊。
- 加速計算?