AVB/汽车以太网交换机IP核

汽车对更高带宽的需求正在迅速增长。一方面,所有娱乐和连接性元素,另一方面,所有与控制相关的电子设备。

结果,汽车制造商增加了许多需要互连的基于计算机的系统。从技术和经济角度来看,采用最新创新的以太网是应对这一挑战的最佳选择。

历史上,由于其不确定性,汽车制造商已避免将数据包交换网络用于多媒体应用。但是,确定性以太网解决方案(例如AVB)可为汽车中的高可靠性和低延迟应用程序等提供具有保证带宽和确定性延迟的数据流。

音频视频桥接(AVB)是一组技术标准的通用名称,这些技术标准允许通过以太网进行时间同步的低延迟数据流服务。它们是由电气和电子工程师协会(IEEE)音频视频桥接任务组开发的。这些包括:

  • IEEE 802.1BA:音频视频桥接(AVB)系统
  • IEEE 802.1AS:时间敏感型应用程序的定时和同步
  • IEEE 802.1Qat:数据流保留协议(SRP)
  • IEEE 802.1Qav:时间敏感数据流(FQTSS)的转发和排队

AVB通过为AVB流量保留一小部分可用以太网带宽来工作,并且那些类型的数据包会在分配的时隙中定期发送。由于保留了带宽,因此不会发生冲突。

AVB/汽车以太网交换机(AVBES)IP内核实现了一个以太网交换机,该交换机支持所有符合AVB的标准。从简单的2端口端点到复杂的多端口交换机,可以根据应用获得最佳实现。

以下Xilinx FPGA系列支持AVBES IP:

  • 7系列(Zynq,Spartan,Artix,Kintex,Virtex)
  • Ultrascale(Kintex,Virtex)
  • Ultrascale+(Zynq MPSoC,Kintex,Virtex)

AVBES IP核的主要功能:

音频视频桥接支持

  • 针对时间敏感应用(gPTP)的IEEE 802.1AS定时和同步
    • 时间同步层
  • 针对时间敏感流(FQTSS)的IEEE 802.1Qav转发和排队
    • 对于预留流量 
    • 基于信用的整形器:可为每种流量类别配置带宽预留
  • IEEE 802.1Qat数据流预留协议(SRP)
    • 用于网络资源管理
 

接口

  • 全双工10/100/1000 Mbps以太网接口
  • 全双工2.5/5/10 Gbps以太网上行链路接口
  • 可配置的3至32个以太网端口
  • MII/RMII/GMII/RGMII/SGMII/QSGMII/USXGMII物理层设备(PHY)接口
  • 每个端口支持不同的数据速率

交换

  • 具有自动MAC地址学习和老化(最多4096个条目)的动态MAC表
  • 静态MAC表(最多4096个条目)。
  • 巨型帧管理。
  • 广播/多播风暴防护
  • 每端口速率限制(广播、多播和单播流量)
  • 基于端口的VLAN支持。

组态

  • MDIO、UART、AXI4-lite或CoE(以太网配置)管理接口
  • 以太网配置(COE):通过连接到CPU的同一以太网链路全面访问内部寄存器
  • 购买IP核时提供驱动程序
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