Xilinx 扩展生态系统重塑嵌入式视觉、工业物联网 (IIoT) 系统设计的未来

该“变色龙”All Programmable 系统与主要竞争对手提供的基于 CPU/DSP/GPU 芯片的可比系统相比，性能功耗比高出其将近 5 倍。Zynq UltraScale+ MPSoC 的安全性与保密性，包括 ARM TrustZone? 功能，以及该器件的硬件 AES 加密功能，在像这样的安全应用中极为有用。

　　实例 3：智能电网变电站自动化

我们的第三个实例是针对智能电网设计的变电站自动化系统，这是一个用于处理来自各种负责监控变电站指标的传感组件的多个以太网流的工业物联网 (IIoT) 应用。图 3 是该“变色龙”All Programmable 系统实例的系统方框图。

该实例工业物联网系统的一个关键特性是能够通过标准的工业以太网系统，使用标准化的 IEEE-1588 精确时间同步协议 (PTP) 和 IEC 62439 HSR/PRP，连接到大量的接口单元。该功能的实现方式是使用赛灵思生态系统合作伙伴 SoC-e 公司提供的 IP，在 Zynq UltraScale+ MPSoC 的可编程逻辑中实例化一个兼容的工业以太网交换机。该以太网交换机在本方框图中以大蓝色方框显示。来自各个传感器源的数据可使用赛灵思及其生态系统公司提供的高速 IP 模块(在图中分别以红/蓝框表示)处理。根据性能要求，处理算法也可运行在 Zynq UltraScale+ MPSoC 的六个 ARM 处理器内核的一个或数个之上。

与竞争对手提供的基于 CPU/DSP 芯片的可比系统相比，该系统的性能功耗比是其 1.2 倍。得益于 Zynq UltraScale+ MPSoC 的大规模可编程能力、处理容量和高度的 I/O 灵活性，本设计使用的芯片数量得以减半。显然必须有安全应用来保护电网免遭恶意攻击。

因此 Zynq UltraScale+ MPSoC 内置的功能安全性和保密性在本应用中尤为重要。

　　实例 4：工业自动化

最后一个“变色龙”All Programmable 系统实例是用于工业控制目的，其形式可以是运动控制器、可编程逻辑控制器 (PLC) 或人机界面 (HMI) 系统。该工业物联网实例使用 Zynq UltraScale+ MPSoC 把本需要四个芯片(一个 CPU、一个功能安全处理器、一个轴角编码器和一个用于高速电源调制和电机控制的 FPGA)的整个系统集成到单个器件上，将性能功耗比提升高达 30% 且大幅缩减了系统板级空间。该系统的方框图见图 4。

和其他三个实例一样，该工业控制系统也得益于 Zynq UltraScale+ MPSoC 的任意连接以及集成双ARM Cortex-R5 核处理器的锁步功能内嵌的功能安全特性。

　　生态系统揭秘

所有这四个实例都大量使用赛灵思及其生态系统成员公司所提供的硬件和软件 IP。该 IP 对简化用户开发高级智能系统的工作十分必要，特别是“变色龙”平台能够为用一种硬件平台构建的每种产品挑选其中使用的具体 IP。

赛灵思生态系统成员提供四大类的硬件和软件 IP：

1. 针对嵌入式视觉和工业物联网应用的领域专用硬件和软件 IP，加上各种实时操作系统;

2. 设计支持，包括数种高级设计工具;

3. 用于快速硬件开发和推广的基于 Zynq-7000 SoC 或 Zynq UltraScale+ MPSoC 的模块、评估板和生产就绪型系统级模块 (SOM);以及

4. 设计服务。

即便是在项目要求不断提高性能水平和日趋复杂化产品特性的情况下，每个设计团队依然面临严峻的时间压力。没有设计团队能够迅速地面面俱到。通过最新宣布的生态系统扩展，赛灵思让产品设计团队能够更容易地在紧凑的项目日程下完成高水准的项目目标。

如需了解更多赛灵思扩展和强化后的生态系统信息， 请访问以下网址： http://china.xilinx.com/alliance/featured-solution-partners/solutions-by-megatrend.html.