一款基于TySoM-2A-7Z030开发板卡的可重编程的路由器/交换机

在高流量的网络系统中不同的设备都需要快速的实现数据的发送和传输，因此一款可靠高性能的路由器/交换机是系统正常运行的保障。高性能的处理器以及丰富的内存资源能够有效的减少卡顿或者数据加载延迟等现象。这只是最低的需求，目前通信领域存在各种通信协议，比如WiFi、以太网、SFP、QSFP以及蓝牙等，高性能可重复编程的路由器/交换机能够整合这些协议，近日Aldec公司推出了一款基于TySoM-2A-7Z030开发板卡的可重编程的路由器/交换机。

图1：Aldec推出的可重编程路由器/交换机

这款设计原型包括TySoM-2A-7Z030开发板卡和FMC-NET扩展板卡，共提供了六个以太网接口、两个WiFi和蓝牙通道、一个QSFP+接口以及四个SATA接口，此外还集成了四个USB 2.0接口和一个HDMI接口。QSFP+接口可以用于服务器与各节点间的高速数据通信，SATA接口可以扩展传统硬盘或者SSD。

图2：TySoM-2A-7Z030内部设计结构

要实现可重编程的解决方案并且具备硬件加速等功能特性，那么Xilinx Zynq FPGA器件无疑是最好的选择。图2展示了该设计的总体结构，在PS部分（ARM 处理器）移植了OpenWrt嵌入式Linux操作系统用于控制所有的外设，OpenWrt是网络路由/交换机开发者最喜欢的操作系统，因为它提供了完全可读可写的文件系统，并且提供了丰富的功能包，不需要开发者再去创建单一的固件，这无疑增加了开发过程的灵活性。

在PL部分使用了以太网MAC和AXI 1G/2.5G IP模块，FMC-NET扩展板卡通过丰富的I/O接口与PL端连接起来，此外大部分数据通信以及计算都是在PL端完成的。

ZYNQ系列作为Xilinx推出的行业内首款All Programmable处理平台已经有六七年的时间了，这种软硬件均可编程的SoC器件集成了ARM处理器的软件可编程性与FPGA的硬件可编程性，不仅可实现算法的硬件加速，还在单个器件上高度集成 CPU、DSP slice，高速收发器以及模拟信号处理等功能，目前已经在不同领域涌现出越来越多成熟的应用。