虹科方案 | 虹科1G網(wǎng)管以太網(wǎng)交換機IP核，幫您靈活實現(xiàn)交換功能

IP核（IntellectualProperty core）是集成電路芯核的簡稱，它是一段具有特定電路功能的硬件描述語言程序，可以將一組擁有知識產(chǎn)權(quán)的電路設(shè)計集合在一起，從而構(gòu)成芯片的基本單位。該程序與集成電路工藝無關(guān)，可以移植到不同的半導(dǎo)體工藝中去生產(chǎn)集成電路芯片，進而達到減少開發(fā)工作、縮短產(chǎn)品上市時間的效果。

FPGA上以太網(wǎng)交換機的集成簡化了異構(gòu)系統(tǒng)和應(yīng)用之間的通信，并且得益于可重新配置器件與網(wǎng)絡(luò)IP結(jié)合的靈活性，終端設(shè)備不僅嵌入了以太網(wǎng)終端功能，而且還嵌入了增值的交換功能。在無阻塞矩陣基礎(chǔ)設(shè)施上實現(xiàn)的SoC-e IP核的低交換延遲是關(guān)鍵系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)的附加值。此外，IEEE 1588-2008同步、用于安全的數(shù)據(jù)包檢查或風(fēng)暴防護機制完全在硬件中實現(xiàn)，這種靈活的結(jié)構(gòu)確保了端口數(shù)量的可擴展性，并簡化了這些IP核在系統(tǒng)中的集成。
虹科針對不同的應(yīng)用和領(lǐng)域開發(fā)了一系列以太網(wǎng)交換IP，因而用戶可以將不同IP的特征進行組合以獲得每種情況的最佳解決方案。下面將為您介紹虹科1G網(wǎng)管以太網(wǎng)交換機IP核。

虹科1G網(wǎng)管以太網(wǎng)交換機IP核

HongKe 1G Managed Ethernet Switch IP Core /

虹科1G網(wǎng)管以太網(wǎng)交換機（MES）IP核具有一個無阻塞交叉開關(guān)矩陣，該矩陣允許在所有端口之間進行連續(xù)傳輸。它實施一種存儲與轉(zhuǎn)發(fā)交換方法，全面滿足以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)策略有關(guān)幀完整性校驗。該交換機在轉(zhuǎn)發(fā)每個幀之前先對其進行緩沖和驗證，而等待時間已被最小化到納秒級。因此，MES是實現(xiàn)基于以太網(wǎng)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的理想交換機。

虹科1G MES IP核是三速（10/100/1000 Mpbs）交換機IP，并支持IEEE 1588 V2透明時鐘功能。此功能可修改PTP事件消息，并考慮通過交換機所花費的時間。該方案通過補償整個網(wǎng)絡(luò)中的交付差異來提高分發(fā)準(zhǔn)確性。具體來說，虹科1G MES IP核還通過為每個端口使用獨立的硬件來支持IEEE 1588 V2一步透明時鐘對等（P2P）功能。此功能不僅可以補償停留時間，還可以補償每個鏈接的延遲。

虹科MES可以與虹科HSR-PRP交換機IP結(jié)合使用，以在所需的端口中引入HSR和PRP功能。高鐵(HSR)交換方法是直通的。因此，該組合提供了最高的性能和與標(biāo)準(zhǔn)的最大兼容性。它為以太網(wǎng)PHY設(shè)備提供MII/GMII/RGMII本機接口，并且可以與Xilinx IP結(jié)合使用，以在其他接口中支持RMII或SGMII。它還支持將AXI4-Stream接口連接到其他不具有MAC基接口的IP內(nèi)核。

通過利用新的XilinxVivado工具，可以輕松地將虹科MES IP核集成到FPGA設(shè)計中，該工具允許在用戶界面使用IP核，并以簡單的方式配置IP參數(shù)。

以下Xilinx FPGA系列可以支持虹科MES ：

6系列（Spartan，Virtex）

7系列（Zynq，Spartan，Artix，Kintex，Virtex）

Ultrascale（Kintex，Virtex）

Ultrascale +（Zynq MPSoC，Kintex，Virtex）

虹科

用于Xilinx Vivado工具的

1G網(wǎng)管以太網(wǎng)交換機IP核 /

虹科1G MES IP核主要功能

HongKe 1G MES IP Core Key Features

1

# 接口

全雙工10/100/1000Mbps以太網(wǎng)接口

半雙工10/100Mbps以太網(wǎng)接口

10 Gbps以太網(wǎng)接口

可配置的3至32個以太網(wǎng)端口

MII/RMII/GMII/RGMII/SGMII/QSGMII/USXGMII物理層設(shè)備（PHY）接口

每個端口支持不同的數(shù)據(jù)速率

銅纜和光纖介質(zhì)接口：10/100/1000Base-T，100Base-FX，1000Base-X

2

# 交換

具有自動MAC地址學(xué)習(xí)和老化功能的動態(tài)MAC表

靜態(tài)MAC表

巨型幀管理

基于以太網(wǎng)的交換

入口端口鏡像

廣播/多播風(fēng)暴防護

每端口速率限制（廣播、多播和單播流量）

3

# 時間同步

IEEE 1588v2無狀態(tài)透明時鐘功能（P2P–第2層/E2E–第2層）

兼容SoC-e IEEE 1588 IP核（1588Tiny，PreciseTimeBasic）

4

# 流通管理

多播幀過濾

交換端口掩碼：用戶定義的幀到具體端口的轉(zhuǎn)發(fā)

基于端口的VLAN支持

服務(wù)質(zhì)量（QoS）：優(yōu)先級（PCP-802.1p，DSCP TOS，以太類型）

IEEE 802.1X EAPOL硬件處理

DSA（分布式交換結(jié)構(gòu)）標(biāo)記：使用DSA的理想情況是以太網(wǎng)交換機支持“交換機標(biāo)簽”，這是一項硬件功能使交換機為每個以太網(wǎng)幀插入一個特定標(biāo)簽，該幀從特定端口接收以幫助管理接口確定

5

# 組態(tài)

MDIO，UART，AXI4-Lite或CoE（以太網(wǎng)配置）管理接口

以太網(wǎng)配置（COE）：通過連接到CPU的同一以太網(wǎng)鏈路全面訪問內(nèi)部寄存器

購買IP內(nèi)核時提供驅(qū)動程序

6

# 冗余協(xié)議

RSTP（需要軟件堆棧）

MPR（不需要軟件堆棧）

DLR（不需要軟件堆棧）

MES

虹

科

IP核

虹科網(wǎng)管以太網(wǎng)交換機IP（MES IP）系列是一個適用多行業(yè)的產(chǎn)品，它可以被嵌入到電網(wǎng)的自動化和保護設(shè)備中，也可以用于支持工業(yè)PLC和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的以太網(wǎng)現(xiàn)場總線。在汽車行業(yè)，虹科MES IP核與PTP IP核一起被用于激光雷達核網(wǎng)管應(yīng)用，而在航空航天領(lǐng)域，虹科MES IP的低延遲核分布式內(nèi)存架構(gòu)發(fā)揮著重要作用。