3. Kria SOM硬件架构与接口认知
Kria SOM 的核心并不是一块“带 FPGA 的开发板”，而是把 Zynq UltraScale+ MPSoC、DDR、eMMC、QSPI、电源管理、时钟与部分高速接口集成到邮票孔/连接器模块上的量产级计算单元。理解它的第一步，是把 MPSoC 内部的 PS（Processing System）与 PL（Programmable Logic）看成两类职责不同、但共享内存与中断资源的计算域：PS 负责操作系统、网络协议栈、文件系统与通用控制；PL 负责确定性时序、并行数据通路、视频流水线与自定义加速。Kria 载板则把 SOM 的引脚“翻译”成 MIPI、USB、以太网、DisplayPort、PMOD 等外部接口，并承担供电与散热。
PS 与 PL 的资源边界
以 Kria KV260 常见的 K26 SOM 为例，PS 侧包含四核 Arm Cortex-A53（应用处理单元 APU）、双核 Cortex-R5F（实时处理单元 RPU）、Mali-400 GPU、DDR4 控制器、GTR 收发器以及一组固定外设控制器：GEM 以太网、USB 3.0、SD/eMMC、UART、I2C、SPI、GPIO。PL 侧则是可编程逻辑阵列、DSP48E2 切片、Block RAM/UltraRAM 以及可配置的 HP/HD 接口。两者之间通过 AXI 总线互联：PS 作为 AXI Master 访问 PL 中的 IP 寄存器或 DMA；PL 也可通过 AXI Master 直接读写 PS DDR，这就是“零拷贝”视频与 AI 推理数据通路的基础。
实际划分时，一个可复用的判断原则是：需要操作系统调度、网络、文件、图形界面的任务放 PS；需要纳秒级时序、多路并行、固定延迟的任务放 PL。例如 MIPI 摄像头输入、DisplayPort 输出、实时图像预处理通常放在 PL；而 RTSP 推流、模型加载、日志记录放在 PS。若把视频帧先写入 PL 再经 PS 搬运，会引入额外 DDR 带宽与延迟，因此常见做法是 PL 内完成 ISP/缩放，再通过 AXI DMA 写入 PS 内存。
载板接口的工程要点
MIPI CSI-2：Kria 载板通常提供 2 路 MIPI 摄像头接口，走 PL 侧 MIPI RX 硬核或软核。设计时要关注 lane 数、时钟频率与参考时钟来源。例如 1080p30 RAW10 摄像头，4 lane、每 lane 约 600 Mbps 即可满足；若使用 2 lane，则需提高单 lane 速率或降低分辨率。MIPI 对差分阻抗、等长和参考地非常敏感，载板走线应保持 100 Ω 差分阻抗，并避免跨分割地平面。
USB：PS 侧 USB 3.0 常用于连接摄像头、Wi-Fi 模块或存储。若使用 USB 摄像头做 AI 推理，需注意 UVC 数据先进入 PS 内存，再拷贝到 PL 或 DPU，会占用 DDR 带宽。对延迟敏感的场景，优先选 MIPI 直连 PL。
以太网：GEM 控制器支持 RGMII 或 SGMII。KV260 常见 1 路千兆 RJ45，用于 RTSP 推流、SSH 调试和模型更新。若做多路视频汇聚，需评估网络吞吐与中断负载，必要时启用 Jumbo Frame 或调整 TCP 窗口。
DisplayPort：DP 输出可由 PL 侧 DP TX 或 PS 侧显示控制器驱动。AI 推理结果叠加后送 DP 显示时，建议在 PL 内完成 OSD 叠加，避免 PS 反复读写帧缓冲。
PMOD：PMOD 是低速扩展口，适合接传感器、按键、OLED 或逻辑分析仪。它通常映射到 PL IO，电平为 3.3V，驱动能力有限，不要直接驱动电机或大电流负载。
电源与散热设计要点
Kria SOM 一般由载板提供 12V 输入，再经 SOM 内部 PMIC 产生 0.85V 核心、1.2V/1.8V/3.3V 等轨。载板设计要保证 12V 输入纹波小、瞬态响应快，并在 SOM 连接器附近放置足够的大容量储能电容。若使用外部风扇，建议由载板 5V 或 12V 供电，并通过 I2C 温度传感器读取 SOM 结温，实现分级调速。
散热方面，K26 SOM 的功耗随 PL 资源占用和 DPU 负载变化明显。无风扇被动散热时，需保证散热器与 SOM 顶面良好接触，并留出足够空气对流空间。若环境温度超过 40°C，建议加装风扇或降低 PL 时钟频率。实际调试时，可用 cat /sys/class/thermal/thermal_zone*/temp 观察温度，若持续超过 85°C，应检查散热器接触、风道和负载分配。
把上述关系落到一张“资源—接口—供电—散热”的检查表上，可以在载板选型或自研载板时快速判断：哪些信号必须走 PL，哪些可以走 PS，哪些接口需要独立供电与散热余量。Kria SOM 的硬件架构认知，最终要服务于“让正确的任务跑在正确的计算域上”。