网络

拥有可靠和高性能的路由器是运行高流量网络的必要因素，在这种网络中，不同的设备需要尽可能快地传输和接收数据。具有强大处理器和足够本地内存的以太网路由器可减少数据中断、按摩加载和缓冲时间，并产生更快的响应时间。旧一代路由器通常包括MIPS处理器，其内存量较少，以满足网络需求。然而，由于人们现在生成的大量数据以及各种协议（如Wi-Fi、以太网、USB、SFP、QSFP等）的出现，高性能可重新编程路由器变得至关重要。FPGA具有高性能和可重新编程的特点。因此，在路由器中实现它们变得越来越流行。例如，使用FPGA作为主处理器，用户可以通过添加加密和压缩模块来定制硬件，以保护和压缩安全摄像头所需的网络数据。

Aldec提供基于Xilinx®Zynq的网络解决方案™ FPGA。在这个解决方案中，使用TySOM-2A-7Z030嵌入式开发板和FMC-NET子卡由Aldec生产，如图1和图2所示。


图1:TySOM-2A-7Z030	图2:FMC-NET

这个TySOM-2A-7Z030嵌入式开发板提供两个以太网RJ-45连接器、四个USB 2.0和一个Wi-Fi/Bluetooth通道。这个FMC-NET子卡还提供四个以太网、一个Wi-Fi/Bluetooth通道、一个QSFP+连接器和四个SATA连接器。因此，设计的路由器具有六个具有WAN和LAN功能的以太网连接器、两个Wi-Fi/Bluetooth通道、一个QSFP+、四个USB和SATA连接器。以太网连接器可用于将笔记本电脑和PC连接到网络。USB端口可用于将外部设备（如硬盘驱动器和打印机）连接到网络。QSFP+连接器可用于高速数据事务，如在服务器和网络之间传输数据。SATA连接器可用于向网络添加硬盘驱动器和固态驱动器。

Zynq器件包括FPGA（可编程逻辑）和ARM处理器（处理系统）。在Zynq的PS端，OpenWrt Linux发行版在控制所有设备的ARM处理器上运行。OpenWrt提供了一个带有包管理的完全可写文件系统，而不是试图创建一个单一的静态固件。这将使您从供应商提供的应用程序选择和配置中解脱出来，并允许您通过使用软件包来定制设备，以适应任何应用程序。对于开发人员来说，OpenWrt是构建应用程序的框架，而无需围绕它构建完整的固件；对于用户来说，这意味着完全定制的能力，以从未想象过的方式使用设备。有关OpenWrt的更多信息，请转到OpenWrt网页.

在Zynq的PL端，使用以太网MAC模块和AXI 1G/2.5G。此外，还实现了用于QSFP+的10Gb以太网子系统核心。FMC-NET子卡连接到扩展外围设备的PL侧。图3显示了Zynq设备内部的PL/PS连接。

图3:Zynq设备内部的PS和PL连接

为了深入了解设计的功能性，考虑路由器将通过以太网接口传输网络包。以下是发送和接收包裹应采取的步骤：

OpenWrt→ 中央处理器→ 阿西→ 雨衣→ RGMII→ 物理层→ 以太网端口→ 传输网络数据包

OpenWrt← 中央处理器← 阿西← 雨衣← RGMII← 物理层← 以太网端口← 接收到的网络数据包

主要特征

基于TySOM-Xilinx-Zynq的硬件平台
- 双核ARM Cortex A9运行软件
- 用于定制硬件的FPGA-加速器和接口
- 车载无线外围设备-Wi-Fi、蓝牙
- 车载有线–4倍USB 2.0、2倍以太网、HDMI、UART
- 1个FMC连接器
FMC-NET
- 4倍以太网PHY 10/100/1000，配备IEEE 1588软件
- Wi-Fi双频和蓝牙WiLink-8模块
- 1x QSFP+4个通道，最高可达40Gb/s
- 4个SATA设备端口
OpenWrt参考设计
- 用可编程逻辑实现4x以太网MAC
- 网络解决方案专用操作系统，带有用于系统控制的Web界面

溶液含量

TySOM-2A-7Z030嵌入式开发板
FMC-NET子卡
TySOM板技术文档和教程
FMC-NET板技术文档
OpenWrt参考设计图像和源代码
（可选）Riviera PRO高级RTL模拟/调试平台