十年前,这款福禄克测试工具早就用了FPGA?

作者:haoxingheng

2004年,福禄克网络公司宣布推出 ES网络通 (EtherScope™),这款新一代的手持式网络分析仪可以对10/100/千兆企业网络进行快速的安装、维护和故障诊断。ES网络通可以帮助维修人员更快速地解决突发事件, 当把 ES网络通 连接至网络来诊断用户问题时,它的“最近的交换机”功能可以自动地确定每个被查询的设备所连接的最近的交换机、接口以及所属的VLAN,让您清楚网络是否有配置的变化。

ES 网络通虽然只有手掌大小,不到2斤重,但却具有非常强大的故障诊断能力。 这个产品给福禄克赢得了非常多的新客户!但是你知道吗?即便是10年前的产品它已经用上了赛灵思高大上的FPGA。

Fluke EtherScope拆解
最近一个通过拆解Fluke于2004年发布的第一代Fluke EtherScope发现,这个功能强大的家伙由很复杂的电路来实现。产品硬件电路采用FPGA+CPU架构,电路板正面主芯片为Intel XScale CPU(如图1),主要运行Linux操作系统、图形界面和各种应用服务,并负责针对不同的测试项对FPGA进行动态重配;电路板反面主芯片为Xilinx Virtex-II(如图2),主要实现实时协议分析和加速计算。和第一代EtherScope相比,EtherScope Series II提供了更加丰富的功能和更高的性能。因此,这里的拆解不是鼓励大家在新产品中还使用旧器件,是要站在更高的层次,发掘更高集成度、更低功耗、更高性能的器件来设计更轻便、功能更丰富、性能更优越、功耗更低、性价比更高的产品。

图1  Fluke第一代EtherScope电路板正面

图1 Fluke第一代EtherScope电路板正面

图2  Fluke第一代EtherScope电路板反面

图2 Fluke第一代EtherScope电路板反面

Zynq SoC助力设计
为了实现设计目标,我们把目光投向Xilinx Zynq-7000 SoC。Xilinx的该系列产品采用28nm级工艺制造,内部集成了可运行在667MHz~1.0GHz的ARM

Cortex-A9双核处理(PS),外围具有28K~444K 可编程逻辑(PL)资源 ,PS和PL之间可通过AXI总线、中断、EMIO等布线资源实现充分互联。SoC片上高速收发器(GTX)可支持高达12.5Gbps信号接入。

从实现上讲,Xilinx Zynq-7000 SoC PS可方便的通过AXI总线直接寄存器访问或共享内存的方式获得PL的实时分析和加速结果。高性能的PS也可让用户获得更快的测试速度体验和更多的功能应用支持。在设计中使用Xilinx Zynq-7000 SoC除了可以实现EtherScope Series II所有功能外,其出色的高速收发器(GTX)能够方便的接入10G光纤链路,使得EtherScope在性能和应用领域可以提上一个新的台阶。

EtherScope作为便携式手持设备,天生要求具有携带方便、电池续航时间长、检测数据准确、用户体验友好等属性。Xilinx Zynq-7000 SoC高集成度、高性能、低功耗、可方便的对PL进行动态重配的特点无疑是实现EtherScope的极佳选择。当然,也可以选用Xilinx推出的新一代Zynq UltraScale+ MPSoC来实现您的方案,获得更高性能的代价可能是需要付出更高的BOM成本。

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