在高流量的網(wǎng)絡系統(tǒng)中不同的設備都需要快速的實現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送和傳輸，因此一款可靠高性能的路由器/交換機是系統(tǒng)正常運行的保障。高性能的處理器以及豐富的內(nèi)存資源能夠有效的減少卡頓或者數(shù)據(jù)加載延遲等現(xiàn)象。這只是最低的需求，目前通信領(lǐng)域存在各種通信協(xié)議，比如WiFi、以太網(wǎng)、SFP、QSFP以及藍牙等，高性能可重復編程的路由器/交換機能夠整合這些協(xié)議，近日Aldec公司推出了一款基于TySoM-2A-7Z030開發(fā)板卡的可重編程的路由器/交換機。

圖1：Aldec推出的可重編程路由器/交換機

這款設計原型包括TySoM-2A-7Z030開發(fā)板卡和FMC-NET擴展板卡，共提供了六個以太網(wǎng)接口、兩個WiFi和藍牙通道、一個QSFP+接口以及四個SATA接口，此外還集成了四個USB 2.0接口和一個HDMI接口。QSFP+接口可以用于服務器與各節(jié)點間的高速數(shù)據(jù)通信，SATA接口可以擴展傳統(tǒng)硬盤或者SSD。

圖2：TySoM-2A-7Z030內(nèi)部設計結(jié)構(gòu)

要實現(xiàn)可重編程的解決方案并且具備硬件加速等功能特性，那么Xilinx Zynq FPGA器件無疑是最好的選擇。圖2展示了該設計的總體結(jié)構(gòu)，在PS部分（ARM 處理器）移植了OpenWrt嵌入式Linux操作系統(tǒng)用于控制所有的外設，OpenWrt是網(wǎng)絡路由/交換機開發(fā)者最喜歡的操作系統(tǒng)，因為它提供了完全可讀可寫的文件系統(tǒng)，并且提供了豐富的功能包，不需要開發(fā)者再去創(chuàng)建單一的固件，這無疑增加了開發(fā)過程的靈活性。

在PL部分使用了以太網(wǎng)MAC和AXI 1G/2.5G IP模塊，F(xiàn)MC-NET擴展板卡通過豐富的I/O接口與PL端連接起來，此外大部分數(shù)據(jù)通信以及計算都是在PL端完成的。

ZYNQ系列作為Xilinx推出的行業(yè)內(nèi)首款All Programmable處理平臺已經(jīng)有六七年的時間了，這種軟硬件均可編程的SoC器件集成了ARM處理器的軟件可編程性與FPGA的硬件可編程性，不僅可實現(xiàn)算法的硬件加速，還在單個器件上高度集成 CPU、DSP slice，高速收發(fā)器以及模擬信號處理等功能，目前已經(jīng)在不同領(lǐng)域涌現(xiàn)出越來越多成熟的應用。