在高流量的網絡系統中不同的設備都需要快速的實現數據的發送和傳輸，因此一款可靠高性能的路由器/交換機是系統正常運行的保障。高性能的處理器以及豐富的內存資源能夠有效的減少卡頓或者數據加載延遲等現象。這只是最低的需求，目前通信領域存在各種通信協議，比如WiFi、以太網、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議，近日Aldec公司推出了一款基于TySoM-2A-7Z030開發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開發板卡和FMC-NET擴展板卡，共提供了六個以太網接口、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點間的高速數據通信，SATA接口可以擴展傳統硬盤或者SSD。

圖2：TySoM-2A-7Z030內部設計結構

要實現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構，在PS部分（ARM 處理器）移植了OpenWrt嵌入式Linux操作系統用于控制所有的外設，OpenWrt是網絡路由/交換機開發者最喜歡的操作系統，因為它提供了完全可讀可寫的文件系統，并且提供了豐富的功能包，不需要開發者再去創建單一的固件，這無疑增加了開發過程的靈活性。

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

ZYNQ系列作為Xilinx推出的行業內首款All Programmable處理平臺已經有六七年的時間了，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，高速收發器以及模擬信號處理等功能，目前已經在不同領域涌現出越來越多成熟的應用。