AVB/汽車以太網交換機IP核

產品概述

汽車對更高帶寬的需求正在迅速增長。一方面,所有娛樂和連接性元素,另一方面,所有與控制相關的電子設備。

 

因此,汽車制造商增加了許多需要互連的基於計算機的系統。從技術和經濟角度來看,采用最新創新的以太網是應對這一挑戰的最佳選擇。

 

歷史上,由於其不確定性,汽車制造商已避免將數據包交換網絡用於多媒體應用。但是,確定性以太網解決方案(例如AVB)可為汽車中的高可靠性和低延遲應用程序等提供具有保證帶寬和確定性延遲的數據流。

 

音頻視頻橋接(AVB)是一組技術標準的通用名稱,這些技術標準允許通過以太網進行時間同步的低延遲數據流服務。它們是由電氣和電子工程師協會(IEEE)音頻視頻橋接任務組開發的。這些包括:

 

  • IEEE 802.1BA:音頻視頻橋接(AVB)系統
  • IEEE 802.1AS:時間敏感型應用程序的定時和同步
  • IEEE 802.1Qat:數據流保留協議(SRP)
  • IEEE 802.1Qav:時間敏感數據流(FQTSS)的轉發和排隊

AVB通過為AVB流量保留一小部分可用以太網帶寬來工作,並且那些類型的數據包會在分配的時隙中定期發送。由於保留了帶寬,因此不會發生沖突。

AVB/汽車以太網交換機(AVBES)IP內核實現了一個以太網交換機,該交換機支持所有符合AVB的標準。它可以根據應用進行最佳實施,從簡單的 2 端口端點到覆雜的多端口交換機。

以下Xilinx FPGA系列支持AVBES IP

音頻視頻橋接支持

  • 針對時間敏感應用(gPTP)的IEEE 802.1AS定時和同步
    時間同步層
  • 針對時間敏感流(FQTSS)的IEEE 802.1Qav轉發和排隊
    對於預留流量
    基於信用的整形器:可為每種流量類別配置帶寬預留
  • IEEE 802.1Qat數據流預留協議(SRP)
    用於網絡資源管理

參考設計支持的板

  • AVB ES套件

接口

  • 全雙工10/100/1000 Mbps以太網接口
  • 全雙工2.5/5/10 Gbps以太網上行鏈路接口
  • 可配置的3至32個以太網端口
  • MII/RMII/GMII/RGMII/SGMII/QSGMII/USXGMII物理層設備(PHY)接口
  • 每個端口支持不同的數據速率

交換

  • 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)
  • 巨型幀管理
  • 廣播/多播風暴防護每端口速率限制(廣播、多播和單播流量)
  • 基於端口的VLAN支持。

組態

  • MDIO、UART、AXI4-lite或CoE(以太網配置)管理接口
  • 以太網配置(COE):通過連接到CPU的同一以太網鏈路全面訪問內部寄存器
  • 購買IP核時提供驅動程序

與時俱進 銳意創新——與虹科一起探索TSN的更多潛力

時間敏感網絡(Time Sensitive Networking,TSN) ,是基於標準以太網架構演進的新一代網絡技術,它以傳統以太網為網絡基礎,通過時鐘同步、數據調度、 網絡配置等機制,提供確定性數據傳輸能力的數據鏈路層協議規範。與傳統以太網相比,TSN能夠提供微秒級確定性服務,降低整個通信網絡覆雜度,實現信息技術 (IT)與運營技術(OT)融合,其具有精準的時鐘同步能力、確定性流量調度能力,以及智能開放的運維管理架構,可以保證多種業務流量的共網高質量傳輸, 兼具性能及成本優勢,是未來網絡的發展趨勢。

目前,TSN技術在汽車、工業、軌道交通、航空航天領域有著較高的討論熱度,它作為一項非供應商綁定的實時通訊協議,我們認為TSN技術有著不錯的應用前景。

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