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10M/100M/1G MES IP core (乙太網路交換器IP core網管)

乙太網路交換器網管 (MES) IP core是以乙太網路為基礎的工業網路的理想交換器，具有無阻塞交叉開關(crossbar matrix)，該開關允許在所有連接埠之間進行連續傳輸。可執行一種存儲與轉傳交換方法，並滿足乙太網路標準策略有關的幀完整性校驗。該交換器在轉傳每個幀之前先對其進行緩衝和驗證。等待時間達奈秒級。

MES是三速 (10/100/1000 Mpbs) 的交換器IP，並支援IEEE 1588 V2精準時鐘功能。考慮到通過交換器所花費的時間，此功能可修改PTP事件消息。該方案透過補償整個網路中的交付變異(delivery variability)來提高分發準確性。

此外，透過為每個連接埠使用獨立的硬體，MES還支援IEEE 1588 V2單步驟精準時鐘 Peer-to-Peer（P2P）功能。此功能不僅可以補償停留時間，還可以補償每個連結的延遲。

MES可結合SoC-e的HSR-PRP交換機IP使用，以在所需的介面引進HSR和PRP功能。HSR交換方法是直通的(Cut Through)，因此該組合提供了最高的性能和與標準的最大兼容性。它為乙太網路PHY設備提供MII/GMII/RGMII本機介面，並且可以與Xilinx IP結合使用，以在其他介面中支持RMII或SGMII。支援將AXI4-Stream介面連接到其他不具備MAC介面的IP core。

以下Xilinx FPGA系列支援MES:

  • 6系列 (Spartan、Virtex)
  • 7系列 (Zynq、Spartan、Artix，Kintex，Virtex)
  • Ultrascale(Kintex、Virtex)
  • Ultrascale+ (Zynq MPSoC、Kintex、Virtex)
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產品特性:

1. 介面

      • 雙工10/100/1000 Mbps乙太網路介面
      • 半雙工10/100 Mbps乙太網路介面
      • 10 Gbps乙太網路介面
      • 可設定的3至32個乙太網路連接埠
      • MII/RMII/GMII/RGMII/SGMII/QSGMII/USXGMII物理層設備（PHY）介面
      • 每個連接埠支援不同的數據速率
      • 銅纜和光纖媒體介面有: 10/100/1000Base-T，100Base-FX，1000Base-X

 

2. 交換(Switching)

      • 具有自動MAC地址學習和老化的動態MAC表 (最多4096個條目)
      • 靜態MAC表 (最多4096個條目)
      • 巨型幀(Jumbo Frame)管理
      • 以乙太網路為基礎
      • 可鏡像入口連接埠
      • 廣播/多播風暴(Storm)防護
      • 每連接埠速率限制 (廣播、多播和單播流量)

 

3. 時間同步

      • IEEE 1588v2無狀態協議 Transparent Clock (P2P–第2層/E2E–第2層)
      • 兼容SoC-e IEEE 1588 IP cores (1588Tiny，PreciseTimeBasic)

 

4. Traffic管理

      • 多播幀過濾
      • 交換連接埠掩碼 (Portmask): 用戶定義的幀到連接埠的轉傳
      • 支援連接埠為基礎的VLAN
      • QoS
        • 優先級（PCP-802.1p，DSCP TOS，以太類型）

 

      • IEEE 802.1X EAPOL硬體處理
      • DSA（分佈式交換結構）標記：使用DSA的理想情況是乙太網路交換器支援“交換器標籤”，這硬體功能可使交換器為每個乙太網路幀添加一個特定標籤，該幀從特定連接埠接收以幫助管理介面可確定:
        • 該幀來自哪個連接埠?
        • 轉傳此幀的原因是什麼?
        • 如何將CPU發起的流量發送到特定連接埠?

 

5. 設定

      • MDIO，UART，AXI4-Lite或CoE(乙太網路設定)管理介面
      • 乙太網路設定 (CoE): 全權透過同一乙太網路鏈路使用內部暫存器連接到CPU
      • 購買IP core有提供驅動程式

 

6. 冗餘協議

      • RSTP (需軟體堆疊)
        • 硬體支援RSTP
        • IP core隨附的參考RSTP堆疊 (用於Linux)
        • 提供Posix兼容的RSTP堆疊

 

      • MRP (不需軟體堆疊)
        • 環形管理員 (MRM)
        • 環形客戶端 (MRC)

 

      • DLR（不需要軟體堆疊）
        • 以信標(Beacon)為基礎的節點
        • Supervisor節點

 

可當作參考設計的支援載板：

  • SoC-e  SMARTzynq brick  (推薦)
  • 對於其他Xilinx/Avnet/SoC-e/開發板，我們可以提供您限時版IP core進行評估


載點:

使用手冊  MES IP簡介

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