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第 2 章 : システム レベルの 考 慮 事 項
• GigE コント ローラー (PS) : ギガビッ ト イーサネッ ト コ ン ト ローラーには、 イ ン ターフ ェ イ スで 送 受 信 さ れたバ
イ ト 数 を 監 視 する ための 統 計 カ ウ ン ターがあ り ます。 詳 細 は、 『Zynq-7000 All Programmable SoC テクニカル リ
ファレンス マニ ュアル』 (UG585) [ 参 照 4] を 参 照 して く ださい。
• ARM パフォーマンス モニター (PL) : このコアは PL に 追 加 し、 スループ ッ ト やレ イ テンシなどの AXI パフ ォー
マンス メ ト リ ッ ク を 監 視 する ために 使 用 で き ます。 ト レース 機 能 は、 ト ラ ンザ ク シ ョ ン ご と のレ イ テンシを 監 視
するためのタイムスタンプ 付 きの AXI トランザクションの 開 始 と 終 了 など、タイムスタンプ 付 き AXI ト レース
をイネーブルにします。 詳 細 は、 AXI パフォーマンス モニターのウ ェブ ページ [ 参 照 43] を 参 照 して く ださい。
• ARM タイマー (PL) : このコアは PL に 追 加 し、 PL 内 のフ リ ーラ ンニング タイマーとして 使 用 できます。PL ク
ロック ド メイン 内 のイベントにタイムスタンプを 付 けるのに 便 利 です。 詳 細 は、 AXI タイマー/カウンターの
ウェブ ページ [ 参 照 44] を 参 照 して く ださい。
• ARM トラフィック ジェネレーター (PL) : こ の コ アを 使 用 する と 、PS イ ン タ ーフ ェ イ ス に 対 し て さ ま ざ ま な ト ラ
フィック パターンを 生 成 できます。 AXI パフォーマンス モニターと 共 に 使 用 して、 システム レベルのパフォー
マン ス を 早 期 に 予 測 で き ます。 こ の コ ア を 使 用 し て、 データ 移 動 コ ス ト を 予 測 し、 デザ イ ンの 分 割 方 法 を 検 証 で
き ます。 詳 細 は、 LogiCORE AXI Traffic Generator のウェブ ページ [ 参 照 45] を 参 照 して く ださい。
これらのモニター ブ ロ ッ ク を 使 用 する と 、 シ ス テム 全 体 のパフ ォーマン ス を 可 視 化 する こ と がで き ます。 イベン ト
カウンターおよび PL 監 視 ブ ロ ッ ク は、 特 定 のデザ イ ン パフ ォーマン ス 目 標 に 合 わせてカ ス タマイ ズ し た り 、 システ
ム パフ ォーマン スの 全 体 像 を 取 得 する のに 使 用 で き ます。ビル ト イ ンのパフ ォーマン ス 監 視 機 能 を 早 期 に 使 用 する こ
とにより、デザイン サイクルを 通 してパフォーマンス フィードバックを 取 得 でき、データ ドリブンのシステム アー
キテ ク チャの 決 定 を 下 す こ と がで き ます。
さ ま ざ ま なブ ロ ッ ク か ら の 監 視 データ を 利 用 および 取 得 する 方 法 は 複 数 あ り ます。 ほ と んどのペ リ フ ェ ラ ルには、 対
応 するベア メ タル ドライバーと 共 にパッケージされたサンプル アプ リ ケーシ ョ ンがザイ リ ンク ス SDK で 提 供 され
ています。 使 用 可 能 な Linux ドライバーのリストは、ザイリンクス Linux ドライバー Wiki ページ [ 参 照 50] を 参 照 し
てください。
ザイ リ ンクス SDK には、 ビル ト イ ンのシステム パフォーマンス モデ リ ン グおよび 解 析 機 能 が 含 まれています。 パ
フォーマンス モニターは、 システムから ラ イブ データまたは 実 際 のト ランザクションをモデリングするト ラフィッ
ク ジェネレーターで 作 成 されたデータを 収 集 します。 このデータは、 ザイ リ ンクス SDK の 表 示 ツールを 使 用 し て、
HP および ACP ポー ト に 接 続 さ れてい る APM (プロファイル モード) か ら の ト ラ ンザ ク シ ョ ン 数 、 バン ド 幅 、 お よ び
レ イ テンシの 統 計 と 共 に 表 示 で き ます。 詳 細 は、 42 ページの 「ザ イ リ ン ク ス SDK システム デバッガー」 を 参 照 して
ください。
消 費 電 力
Zynq-7000 AP SoC の 消 費 電 力 は、 シ ス テム 設 計 およびボー ド 設 計 において 重 要 な 考 慮 事 項 です。 消 費 電 力 はほ と んど
のアプ リ ケーシ ョ ンで 重 大 な 課 題 であ り 、 アプ リ ケーシ ョ ンに よ ってはカー ド ご と ま たはシ ス テム ご と の 最 大 消 費 電
力 が 指 定 さ れます。 そのため、 設 計 プ ロ セ スの 早 期 に 消 費 電 力 を 考 慮 する 必 要 があ り ます ( 多 く の 場 合 デバイ ス 選 択
時 から 開 始 )。
SoC の 消 費 電 力 を 削 減 する と 、 電 源 レールの 電 力 を 下 げ、 電 源 デザ イ ンおよび 温 度 管 理 を 簡 略 化 し、 電 源 分 配 プレー
ンの 要 件 を 緩 和 する こ と に よ り ボー ド 設 計 を 向 上 で き ます。 消 費 電 力 が 少 ない と 、 バ ッ テ リ の 寿 命 も 長 く な り 、 シ ス
テムの 動 作 温 度 が 低 い 方 が 長 持 ちする ので 信 頼 性 も 向 上 し ます。
シ ス テムの 消 費 電 力 を 削 減 する には、 最 適 な 結 果 を 得 る ために 包 括 的 で 集 中 的 なアプ ローチが 必 要 です。 こ のセ ク
ションでは、PS および PL のアーキテ ク チャおよび 機 能 、 PL に 関 連 する 電 力 コ ンポーネン ト 、 プ ロ セ ス テクノロジ
など、Zynq-7000 AP SoC の 消 費 電 力 に 関 する さ ま ざ ま な 側 面 について 説 明 し ます。 ま た、 電 力 損 失 、 消 費 電 力 を 予 測
および 計 測 する 従 来 か ら の 方 法 を 示 し ます。
消 費 電 力 の 課 題
ムーアの 法 則 に よれば、 プ ロ セス テク ノ ロジの 各 世 代 ご とに ト ランジス タのサイズが 小 さ く な り ます。サイズが 小 さ
く な る と 、 各 ト ラ ンジ ス タ の リ ー ク 電 流 が 増 加 し、 ス タ テ ィ ッ ク 消 費 電 力 (デバイ スが 動 作 し ていない と きに 消 費 さ
れる 電 力 ) が 増 加 し ます。 SoC のパフ ォーマン ス を 向 上 する には、 高 周 波 数 ク ロ ッ ク が 必 要 で、 ダ イナ ミ ッ ク 消 費 電
UltraFast エンベデッ ド デザイ ン 設 計 手 法 ガ イ ド japan.xilinx.com 14
UG1046 (v2.1) 2015 年 4 月 22 日