随着工业物联网的飞速的发展，5G时代的到来，工业控制系统在生产领域应用越来越广泛，工业物联网为未来工业控制系统灵活性和可扩展性的需求提供了支持。工业物联网使我们的生产数据可以进行规模化集中存储，并利用高速采集、云计算等技术对这些大数据进行分析、挖掘，进而优化生产效率。
工业网关是跨系统互联的桥梁，对接口的类型和数量要求多样化，对设备的可靠性、处理性能、信息安全等要求高，而一般的 MCU 芯片解决方案已经难以应对工业网关的诸多需求，比如外设接口、安全加密解密、访问控制等整体的解决成本较高。完美体育·（中国）手机网页版电子提出了基于Zynq-7010/7020芯片设计的嵌入式工业网关方案，支持多种类型网关的需求，可在该设计方案基础上进一步开发各种不同的工业网关。
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网关设计最重要条件之一就是拥有多路高速的网络接口，完美体育·（中国）手机网页版电子基于Xilinx Zynq-7010/20的芯片资源设计出了多网口的MYC-Y7Z010/20-V2核心板。利用丰富的FPGA资源，完美体育·（中国）手机网页版在PL端设计出双千兆网络接口，加上原有ARM端的千兆网络接口，三路千兆网络接口，满足大多数工业网关高速网络接口的需求。并且在底板上配置了工业常用的RS232，RS485，CAN等工业通信接口，能满足大多数工业网关复杂的协议数据通信需求，连接各种工业设备。
完美体育·（中国）手机网页版基于Zynq-7010/20开发板结构图
完美体育·（中国）手机网页版基于Xilinx Zynq-7010/20核心板的工业网关设计架构图
专属的IO扩展板卡，满足更多设计需求
MYD-Y7Z010/20 IO Cape是完美体育·（中国）手机网页版为了MYD-Y7Z010-V2专属推出的IO扩展板卡，在这个板卡上扩展了HDMI，Camera，LCD，多媒体接口。为工业HMI，人机交互设计提供了开发条件。
完美体育·（中国）手机网页版MYD-Y7Z010/20-V2和专属IO扩展板卡
强大的通信接口+出色HMI显示
主板搭载3路千兆网口，RS232,RS485,CAN工业型带隔离接口，再配套上专属IO cape丰富的HDMI，LCD，Camera多媒体接口，不但满足网关设计的高速通信要求，还能提供出色的HMI显示功能。
完美体育·（中国）手机网页版MYC-Y7Z010/20-V2核心板及开发板
丰富的PYNQ库
Xilinx Zynq芯片可以基于PYNQ软件框架，调用丰富的Python库对板卡应用层进行开发使用，让上层应用开发者通过Python编程就可以调用FPGA模块，其适用于大面积的设计者和开发者，能帮助用户实现多种高性能的嵌入式应用，包括：并行硬件执行，高帧率视频处理，硬件加速算法，实时信号处理，高带宽IO，低延时控制。
完美体育·（中国）手机网页版MYD-Y7Z010/20-V2开发板专为多网口工业应用打造，同时拥有出色的HMI接口功能设计，广泛应用于社会的各个领域，它的具体应用场景包括环境监测、能源管理系统、智能安防、智慧工厂等其他工业4.0领域，而工业物联网作为当今炙手可热的领域，伴随着5G和IOT等技术快速发展，相信完美体育·（中国）手机网页版MYD-Y7010/20-V2开发平台能够轻松助力各类设备升级转型，为工业网关和HMI设计量身打造，高速率、低延迟、多连接，更加稳定和安全地实现万物互联。
完美体育·（中国）手机网页版电子，专注嵌入式处理器模块设计和研发，是领先的嵌入式处理器模组厂商。完美体育·（中国）手机网页版电子在嵌入式领域具有20年的行业技术经验，为客户提供专业的ARM工业控制板、ARM开发板、ARM核心板、ARM开发工具、充电桩计费控制单元及充电控制板等产品和技术服务。此外，完美体育·（中国）手机网页版电子还可通过涵盖众多ARM处理器及操作系统的专业技术提供定制设计解决方案，通过专业且高效率服务帮助客户加速产品上市进程。
随着通信与网络技术、互联网的发展，工业管理数据化、网络化、智能化已成大势所趋，利用工业物联网完成工业控制是智慧工厂中必不可少的一部分。传统的控制与数据采集系统，主机一旦需要同时与多个数据采集设备保持高速通信，并要承担更复杂的数据处理、保持高清的多媒体显示等功能，传统的工业数据采集硬件系统就相形见绌了。而基于ARM和FPGA架构的嵌入式系统自带丰富外设接口，具备高清显示、高速传输等功能，还可以并行完成对于工业数据高速采集任务。是工业4.0硬件升级必备选择之一。
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工业数据采集控制系统主要分两大结构。首先是数据采集系统，以FPGA处理器为主，主要用于工业协议数据的高速采集和获取；其次是嵌入式控制平台，以ARM处理器为主，作为主控中心进行各模块的协调管理和资源调度，同时接收FPGA端数据、结果可视化以及人机交互。利用通信模块将获取的数据传输到工业MES+ERP系统上，既降低人工数据录入的风险，又减少人力资源的浪费。
工业数据采集控制系统-框架图
工业数据采集控制系统，主要可以分为高速数据采集系统和嵌入式人机交互系统，两大系统是构成工业自动化数据采集系统重要组成部分，是工业4.0升级必不可少的工业系统之一。
工业数据采集控制系统-流程图高速数据采集系统：FPGA芯片+工业信号采集系统，共同组成的高速数据采集系统是快速获取工业信息数据的重要途径。通过外部各种数据采集模块，例如摄像头，位移传感器，高精度ADC采样模块等，FPGA芯片把各模块的数据信号进行并行采样处理，存储。从而实现高速工业数据采集功能。
嵌入式人机交互系统：人机交互系统作为整个系统的核心，一方面通过SPI/PCIE发送采集指令信号给到信号控制系统FPGA进行数据采集，数据采集处理后通过SPI/PCIE上传到ARM芯片进行数据处理和分析。另一方面可以通过USB连接鼠标键盘，人工输入指令，进行脚本自动抓取数据，并通过触摸显示系统进行数据结果展示；还可以通过网络上传工业MES+ERP系统，对工业数据进行云存储。
基于MYC-JX8MMA7的工业数据采集控制系统图
满足高速数据采集需求
MYC-JX8MMA7核心板搭载的Xilinx Artix-7对标Zynq 7010的FPGA资源，满足【数据采集系统】的高速数据采集的需求。
优异的人机交互和实时操控功能
MYC-JX8MMA7核心板搭载的NXP i.MX8M Mini芯片具备4颗Cortex-A53内核和Cortex-M4内核能够提供出色的数据处理能力和人机交互界面，并且可以实时操控电机驱动模块，满足【实时操控系统】的数据处理、任务调度和人机交互要求。
高速通信能力
MYC-JX8MMA7核心板MPU与FPGA之间采用PCIE高速通信，高达200~300MB/S的通信能力，满足数据的快速传输需求。
为了方便开发者进行前期功能评估和软件调试，完美体育·（中国）手机网页版同时开发了MYD-JX8MMA7开发板，助力产品开发。
全自动血细胞分析仪是医院临床检验应用非常广泛的仪器之一，用来检测红细胞、血红蛋白、白细胞、血小板等项目。是基于电子技术和自动化技术的全自动智能设备，功能齐全，操作简单，依托相关计算机系统在数据处理和数据分析等方面具有出色表现，可同时进行多个参数的可靠分析，通过联网互通和交互式触摸屏可以实现线上信息共享等功能，被广泛应用在医院临床检验中。
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全自动血细胞分析仪硬件系统主要分三条线，首先是数据线，以FPGA处理器为主，主要用于原始数据的高速采集和获取；其次是控制线，以MCU处理器为主，主要实现对各个外设部件的驱动控制及传感器数据的检测；最后是人机交互线，以MPU处理器为主，作为主控中心进行各模块的协调管理和资源调度，同时完成数据的处理、结果可视化以及人机交互。
全自动血细胞分析仪硬件系统
全自动血细胞分析仪功能系统可以分信号处理系统、驱动控制系统、主控系统等部分，各大系统是连接整机的桥梁，与机械、软件、液路都直接关联。
l信号处理系统：获取激光散射光信号后对其进行光电转换，然后通过模拟放大和滤波处理，主要是滤除杂波把信号调理成适合AD转换的信号进行模数转换，将数字信号给到FPGA进行处理和存储。
l驱动控制系统：驱动控制系统主要包含控制、检测和功率驱动三个功能，接受主控系统的命令，按照预定协议产生驱动逻辑信号；检测是为控制提供反馈信息，目的是为了控制；功率驱动把驱动逻辑信号转换为功率信号，带动功率部件。
l主控系统：主控系统作为整个系统的核心，一方面通过UART发送控制指令给到驱动控制系统，驱动控制系统的MCU执行电机、电磁阀、泵等外设的控制操作。另一方面通过SPI/PCIE发送采集指令信号给到信号控制系统FPGA进行数据采集，数据采集处理后通过SPI/PCIE上传到主控系统进行数据处理和分析。分析结果一方面通过触摸显示系统进行结果展示和打印，另一方面通过网络上传医院LIS或HIS系统。
全自动血细胞分析仪系统架构图
基于完美体育·（中国）手机网页版刚发布新品MYC-JX8MMA7核心板的全自动血细胞分析仪解决方案，可以一板满足硬件系统的三大处理器需求。FPGA+MPU+MCU三芯合一，可以极大降低客户硬件成本和硬件设计难度，并提供丰富的开发资源，可以加速产品开发进程。
l满足高速数据采集需求
MYC-JX8MMA7核心板搭载的Xilinx Artix-7对标Zynq 7010的FPGA资源，满足【信号处理系统】的高速数据采集的需求。
l领先的数据处理和人机交互能力
MYC-JX8MMA7核心板i.MX8M Mini的4个Cortex-A53内核能够提供出色的数据处理能力和人机交互界面，满足【主控系统】的数据处理、任务调度和人机交互要求。
l实时的检测和控制功能
MYC-JX8MMA7核心板i.MX8M Mini的1个Cortex-M4内核能提供传感器数据检测和实时的控制功能，满足【驱动控制系统】的实时外设驱动和检测数据采集需求。
l高速通信能力
MYC-JX8MMA7核心板MPU与FPGA之间采用PCIE高速通信，高达200~300MB/S的通信能力，满足数据的快速传输需求。
基于MYC-JX8MMA7的全自动血细胞分析仪
为了方便开发者进行前期功能评估和软件调试，完美体育·（中国）手机网页版同时开发了MYD-JX8MMA7开发板，助力产品开发。
本篇测评由电子工程世界的优秀测评者“HonestQiao ”提供。
此次的板卡测试，是完美体育·（中国）手机网页版MYD-J1028X开发板的高速网络数据传输测试体验。
01
本次测试的主角
完美体育·（中国）手机网页版MYD-J1028X开发板提供了5个超级给力的最高支持千兆网络接口，具体如下：
通过查看官方的手册，也可以详细了解：
今天，我们就借助工具，对网络进行一些实际测试，看看实际效果到底如何。
02
测试前的准备
首先，说一下我这边的测试环境：
1. 完美体育·（中国）手机网页版MYD-J1028X开发板
2. MacBookPro笔记本：两个UB3.0千兆有线网卡
3. ThinkPad笔记本：内置Intel千兆网卡
规划连线如下：
为了得到最理想的测试速度，笔记本和开发板之间，直接连接，不经过第三方。
测试的计划内容包括：
单网口，http下载速度测试
单网口，多进程nc并发数据传输测试
多网口，多进程nc并发输出传输测试
多网口，多进程http下载速度测试
多机多网口，http下载速度测试
03
测试前先来做“连连看”
实际连线如下：
-
sudo ifconfig eth1 10.10.11.11 netmask 255.255.255.0
-
sudo ifconfig eth2 10.10.12.12 netmask 255.255.255.0
-
sudo ifconfig eth3 10.10.13.13 netmask 255.255.255.0
-
sudo ifconfig eth4 10.10.14.14 netmask 255.255.255.0
设置完成后，查看设置情况：
ifconfig | grep -E 'eth[1-4]' -A1
具体结果如下：
然后，在MacBook Pro上，设置2块USB千兆网卡对应的IP地址：
以及ThinkPad的Windows系统中Intel千兆网卡的IP地址：
然后，在开发板上，检测能否连通两台笔记本上的IP：
-
ping 10.10.12.102 -c 1
-
ping 10.10.13.103 -c 1
-
ping 10.10.14.104 -c 1
显示如下表示全部连通：
04
安装调试好要用到的测试工具
首先，在开发板上，安装4款软件：
-
sudo apt install nginx
-
sudo apt install bmon
-
sudo apt install axel
-
sudo apt install pv
-
-
user www-data;
-
worker_processes auto;
-
worker_cpu_affinity auto 11;
-
-
pid /run/nginx.pid;
-
include /etc/nginx/modules-enabled/*.conf;
-
-
events {
-
worker_connections 1024;
-
# multi_accept on;
-
}
-
-
http {
-
#...
-
keepalive_requests 100000;
-
-
#...
-
access_log off;
-
#access_log /var/log/nginx/access.log;
-
#error_log /var/log/nginx/error.log;
-
error_log /dev/null;
-
#...
-
}
修改nginx默认站点/etc/nginx/sites-enabled/default 配置：
-
#root /var/www/html;
-
root /dev/shm;
修改完成后，就可以启动nginx了：
再写入基本测试内容到/dev/shm/index.html：
-
echo hello > /dev/shm/index.html
-
-
curl http://10.10.12.12/
-
# 应返回 hello
05
单网口，http下载速度测试
06
单网口，多进程nc并发数据传输测试
-
# macOS执行：分别在三个窗口执行
-
pv /dev/random | nc -l 10.10.12.102 2345
-
pv /dev/random | nc -l 10.10.12.102 2346
-
pv /dev/random | nc -l 10.10.12.102 2347
-
-
-
# 开发板执行：分别在三个终端执行
-
sudo nc 10.10.12.102 2345 > /dev/null
-
sudo nc 10.10.12.102 2346 > /dev/null
-
sudo nc 10.10.12.102 2347 > /dev/null
07
多网口，多进程nc并发输出传输测试
合并起来的最高带宽，为870MBits/s。
可以看到，开发板上跑了4个接收进程，CPU并未占满。
而macOS上跑了4个发送进程，结果把CPU都拉得满满的。
08
多网口，多进程http下载速度测试
上面是使用nc进行数据传输，下面我们再使用axel通过nginx下载数据，看看带宽使用情况如何。
上面的过程，是现在开发板上，使用dd生成一个728M大小的测试文件。
这次的网络带宽使用更加充分，合并计算，可以达到1000MBits/s了。
在测试过程中，我们也在看一下系统负载情况：
开发板上的nginx跑满了一个cpu，而macOS上的cpu则都跑满了。
09
多机多网口，http下载速度测试
合并的结果，能达到90MB/s。
-
# macOS执行：开两个命令行执行
-
curl -o test1.dat http://10.10.12.12/test.dat
-
curl -o test2.dat http://10.10.14.14/test.dat
-
-
# windows执行：开两个命令行执行
-
curl -o test3.dat http://10.10.13.13/test.dat
-
curl -o test4.dat http://10.10.13.13/test.dat
测试过程中， 可以看到，多个网口同时使用，带宽的使用，将更加的充分。
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展会现场-完美体育·（中国）手机网页版展台
精彩demo秀：完美体育·（中国）手机网页版MYD-JX8MPQ开发板在边缘计算的应用
展会期间，完美体育·（中国）手机网页版工程师在展台进行了《完美体育·（中国）手机网页版MYD-JX8MPQ开发板在边缘计算的应用》主题的Demo秀演讲。
米尔demo秀演讲
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开发资源丰富，加速开发进程
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处理器性能强悍
完美体育·（中国）手机网页版的MYC-JX8MPQ核心板的处理器：i.MX 8M Plus处理器是基于Cortex-A53的多核架构，具有2.3Tops处理能力的NPU是该处理器最大的亮点之一。当然，MYD-JX8MPQ开发板还提供丰富的显示功能（LVDS、HDMI等显示接口，支持双屏异显），以及工业接口（如双路CAN、双以太网，双USB 3.0等），这使其可以胜任不同的工业边缘计算场景。
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外设资源丰富
MYD-JX8MPQ开发板不仅拥有强悍的处理器，它的外设资源也异常丰富。不仅板载有HDMI、LVDS、MIPI-DSI、MIPI-CSI以及音频输入输出等多媒体资源，还拥有双千兆网口、USB3.0、5G模块接口，以及基于PCIe的NMVE SSD硬盘接口。另外，板载的40-Pin排针还可以搭配部分树莓派的接口板使用。
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强大边缘计算能力
边缘计算应用非常普遍，例如人脸识别、物体识别，或是汽车上用的车辆识别系统都有它的身影。而i.MX 8M Plus支持的NPU功能让算法执行更快更强，为边缘AI计算提供良好的算力，是MYD-JX8MPQ开发板强大边缘计算能力的强有力支持，让您玩转边缘AI！
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随着通讯技术、卫星定位技术的不断发展，在应急救援，导航技术，车载定位等领域上，无线定位系统的准确性和信息采集的速度成为了评价产品优异的标准。Xilinx Zynq-7000系列模块融合FPGA架构+ARM架构的双重优势，既具有FPGA架构的数据并行计算能力和丰富的逻辑资源，又具有ARM架构的复杂操控处理能力和人机交互的功能，完美地契合无线信号采集定位系统的设计要求。完美体育·（中国）手机网页版基于Xilinx Zynq-7000系列设计的无线采集定位系统，可通过无线物联网技术、GPS信号，实现高速高精度采集传感器信息的同步，把自身定位信息同步传输到远端测控站，从而获取准确的定位信息，为用户提供准确的数据，帮助客户设计出合适的方案，实现智能化的管理。
信息采集模块硬件原理框图
基于卫星、雷达定位信息数据采集的需求，完美体育·（中国）手机网页版电子研发出了以Xilinx Zynq 7000系列处理器的开发平台MYD-Y7Z010/20-V2。
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满足多种物联网协议，让设备轻松上云
完美体育·（中国）手机网页版的MYD-Y7Z010/20-V2开发板面向工业应用，基于FPGA+ARM架构开发，将数据采集、工业控制与通信功能集成一体，同时支持多种物联网协议，搭载千兆网口实现设备数据快速精准同步，加速物联网产品开发上云，为“万物互联”提供条件。
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特别提示
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01.高性能＆低功耗的核心平台
完美体育·（中国）手机网页版的MYC-C8MMX-V2核心板同样基于NXP的i.MX系列处理器开发而来，选择了i.MX 8M Mini系列处理器、4核Cortex-A53，每个核的主频达到了1.5GHz。同时又集成了一个750MHz的异构Cortex-M7，响应实时性需求，也为新一代高性能智能设备提供设计基础。同时完美体育·（中国）手机网页版MYC-C8MMX-V2核心板采用先进的14LPCFinFET工艺技术构建，提供更快的速度和更高的电源效率，功耗比同类产品低40%，可以应用于广泛的工业以及物联网应用。
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02.外设接口丰富，开发资源更丰富
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03.出色的视频和音频体验
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