精通 PYNQ 开发板：可编程项目的综合指南
构建可编程激动人心电子项目有多种途径。如流行的 Arduino 或树莓派板。但若寻找通往 Xilinx 平台的更易方式，需 PYNQ 开发板。
事实上，PYNQ 开发板在构建电子项目时能开启不同编程可能性。
板卡如何工作？本文展示 PYNQ 开发板是什么、如何使用、能做什么等。
开始！
什么是 PYNQ 开发板？
PYNQ-Z1
PYNQ 开发板使用 PYNQ 程序的开发板。PYNQ 是 Xilinx 开发的项目，适配 Xilinx 平台。设计师易于使用这些平台。Python 及其库是 PYNQ 开发板主要编程语言，设计师可利用此构建独特项目。
PYNQ-Z1
PYNQ-Z1 设计兼容 PYNQ 框架。可用 Python 开发板载 SoC。设计类似 Xilinx Zynq-7000 SoC，结合 FPGA 可编程性与强大双核处理器。
PYNQ-Z2
PYNQ-Z2 是基于 ZYNQ XC7Z020 的 FPGA 开发板。PYNQ 支持让嵌入式程序员无限制探索 Xilinx ZYNQ SoC。
PYNQ-ZU
PYNQ-ZU 设计深度支持 PYNQ，核心为 Xilinx Zynq Ultrascale+。拥有多功能扩展接口，可与其他开发板配合。
PYNQ-Z1 开发板特性
PYNQ-Z1 是最先进 SoC 开发平台，强大且易编程。硬软件提供卓越特性，吸引设计师、嵌入式程序员。
硬件方面，PYNQ-Z1 包含 Pmod 接口、HDMI 输入输出、音频输出、板载 I/O、连接功能(USB 和以太网)、Arduino 接口。所有特性使 PYNQ-Z1 可定制且极其通用。
适合物联网、嵌入式计算加速、计算机视觉、加密、工业控制等应用。
软件也有亮点。使用 PYNQ 开源框架。可从 microSD 卡设置 PYNQ-Z1 启动镜像。免费下载易复制到 SD 卡。或购买预装启动镜像 SD 卡。设计师可用 Xilinx Vivado Design Suite 贡献新硬件库，免费。
如何使用 PYNQ？
好消息是很简单。但先设置板卡。
所需物品
使用 PYNQ 前需准备：
- PYNQ-Z1 开发板
- Micro-SD 卡 (空白或预装镜像)
- 支持浏览器的电脑
- Micro USB 线
- 以太网线
设置 Micro-SD 卡
Micro-SD 卡
可在线购买预装 SD 卡。若有空白 SD 卡，按步骤：
- 下载 PYNQ-Z1 启动镜像
- 解压压缩文件内容
- 将镜像写入 SD 卡 (建议至少 8GB)
完成。PYNQ 镜像准备好启动。
如何设置开发板
六步轻松设置 PYNQ-Z1：
- 将启动跳线置于 JP4 顶部两针，设为从 SD 卡启动(SD 位置)
- USB 线或 12V 稳压器供电。用 USB 时跳线置顶部两针；12V 稳压器设为 REG
- 插入装好镜像的 SD 卡。卡槽在板底
PYNQ SD 卡槽
- USB 线连接电脑到 PYNQ-Z1 (USB 口为 PROG UART 口)
PYNQ-Z1 USB 口
- 插入以太网线。稍后深入探讨
- 开启 PYNQ-Z1。不会操作请看下方说明
设置以太网
两种方式连接板卡到以太网：网络路由器或电脑。推荐路由器保持板卡更新获最新包。
连接网络路由器
网络路由器
此选项板卡获取 IP 地址。需有网络连接权限，否则面临网络问题。步骤：
- 以太网线连 PYNQ-Z1 到路由器/交换机
- 电脑连同一路由器/交换机(Wi-Fi 或以太网)
- 访问 https://pynq:9090/ 连接 Jupyter Notebooks
专业提示：可更改主机名或配置代理，但非必须。
连接电脑
以太网端口连接
需电脑以太网口和修改网络接口权限。直接使用 PYNQ 但无互联网访问(无更新新包)。步骤：
- 给电脑设静态 IP
- 以太网线连板卡到电脑
- 访问 https://192.168.2.99:9090/ 连接 Jupyter Notebooks
专业提示：可桥接板卡以太网到电脑网络授予互联网访问。
如何开启 PYNQ-Z1
拨动电源开关看红灯亮起。立即亮则供电正常。等几秒绿/黄灯确认 Zynq 设备工作。再等两蓝灯闪烁和四绿/黄灯常亮。系统准备就绪。
LED 指示灯
如何连接 Jupyter Notebooks
连接方式决定访问 Jupyter Notebooks 方式。访问上述地址见登录页。用户名密码：Xilinx。更改主机名或静态 IP 意味着更改访问 Jupyter 的网址。
PYNQ 对比 ZYNQ
ZYNQ SoC
ZYNQ 将可编程 FPGA 硬件和基于 ARM 的处理器软件融合为单 SoC。PYNQ 基于 ZYNQ 设计，增加 Python 及其库编程能力。
PYNQ 如何为 ZYNQ 板交付？
两种方式向 ZYNQ 板交付 PYNQ。一、带 PYNQ Python 包的可启动 Linux 镜像。二、为 AWS-F1 等主机电脑设计的 Python 包。
示例项目
PYNQ-Z1 项目示例：
- Xilinx PYNQ 计算机视觉
- PYNQ BOT
- PYNQ 代码库
- 深度学习 (PYNQ)
- 网络 (PYNQ)
PYNQ FPGA
PYNQ 让设计师和嵌入式程序员通过 Python 和 Jupyter notebooks 使用 FPGA。
结语
PYNQ 开发板与其他开发板截然不同。提供激动人心的硬软件特性，能处理深度学习、计算机视觉等高级任务应用。使用直观 Python 语言，易于编程构建激动人心项目。
计算机视觉
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