夜雨聆风近日，国防科技大学自主研发的 MicroDDS FPGA卸载功能在 Zynq-7020 平台验证通过。这意味着，传统依赖 CAN/485/422 等总线的传感器与执行器节点（不具备通用算力，无法部署通用DDS）也能直接接入 DDS 数据域，实现基于主题的数据分发，且具备更低延迟、更高确定性的实时通信。MicroDDS FPGA卸载功能可与TSN端适配IP联合部署，实现传感器与执行器节点基于TSN的数据分发。
一、MicroDDS FPGA卸载简介
MicroDDS FPGA卸载功能将 DDS 协议栈卸载到 FPGA 中，让无本地CPU或仅含极简MCU 的传感器/执行器节点，能够借助 FPGA 网关直接接入 DDS 数据域。对现有节点完全透明，无需任何软硬件改动，即可实现更低延迟、更高确定性的实时通信，打通装备平台数据分发服务接入的"最后一公里"。
MicroDDS FPGA卸载方案与eProsima 公司推出的开源Micro-XRCE-DDS方案的对比，如下图所示。
图1 MicroDDS FPGA卸载与开源Micro-XRCE-DDS的对比
MicroDDS FPGA卸载方案相较Micro-XRCE-DDS方案的主要优势如下：
对比维度 | MicroDDS FPGA卸载 | Micro-XRCE-DDS |
①部署模式 | 网关集成全部功能，传感器对DDS域不可见 | 客户端和代理各承担部分功能，传感器对DDS域可见 |
②部署环境 | 纯硬件运行 | 需要运行软件 |
③应用层协议 | 对传输层无限制 | 对传输层数据长度有限制 |
④可靠性 | 无软件抖动、支持标准DDS QoS及TSN机制 | 有软件抖动，仅支持部分标准 DDS QoS |
二、MicroDDS FPGA卸载功能验证
团队自研的 MicroDDS FPGA卸载功能已在 Zynq-7020 平台成功部署，实验室 demo 验证完成。demo实现了"CAN传感器 → FPGA 网关 → DDS 域"的完整数据通路。验证拓扑如图2所示，验证实物环境如图3所示，温度主题数据流如图4所示。
本次验证在原有《面向典型装备应用的 MicroDDS 演示系统》基础上，新增：
（1）CAN温度传感器（算力极低的单片机）
（2）Z7020网关节点（部署MicroDDS FPGA卸载功能）
（3）温度主题数据流（Temperature Topic）
图2基于Z7020平台的MicroDDS FPGA卸载功能验证拓扑
图3基于Z7020平台的MicroDDS FPGA卸载功能验证实物环境
图4温度主题数据流
三、结束语
截至目前，MicroDDS 已在 DSP（裸核）、ZYNQ（Linux）、飞腾（麒麟 OS）、FPGA（Zynq-7020） 四大平台完成验证，形成覆盖无操作系统、通用嵌入式、国产自主、硬件加速的完整产品矩阵。后续项目组将重点推进数据分发QoS扩展，TSN数据分发网关功能扩展。
如需了解更多信息，请联系国防科技大学计算机学院刘治宇（19118988600）。