虹科方案 | 虹科1G网管以太网交换机IP核，帮您灵活实现交换功能

IP核（IntellectualProperty core）是集成电路芯核的简称，它是一段具有特定电路功能的硬件描述语言程序，可以将一组拥有知识产权的电路设计集合在一起，从而构成芯片的基本单位。该程序与集成电路工艺无关，可以移植到不同的半导体工艺中去生产集成电路芯片，进而达到减少开发工作、缩短产品上市时间的效果。

FPGA上以太网交换机的集成简化了异构系统和应用之间的通信，并且得益于可重新配置器件与网络IP结合的灵活性，终端设备不仅嵌入了以太网终端功能，而且还嵌入了增值的交换功能。在无阻塞矩阵基础设施上实现的SoC-e IP核的低交换延迟是关键系统中网络的附加值。此外，IEEE 1588-2008同步、用于安全的数据包检查或风暴防护机制完全在硬件中实现，这种灵活的结构确保了端口数量的可扩展性，并简化了这些IP核在系统中的集成。
虹科针对不同的应用和领域开发了一系列以太网交换IP，因而用户可以将不同IP的特征进行组合以获得每种情况的最佳解决方案。下面将为您介绍虹科1G网管以太网交换机IP核。

虹科1G网管以太网交换机IP核

HongKe 1G Managed Ethernet Switch IP Core /

虹科1G网管以太网交换机（MES）IP核具有一个无阻塞交叉开关矩阵，该矩阵允许在所有端口之间进行连续传输。它实施一种存储与转发交换方法，全面满足以太网标准策略有关帧完整性校验。该交换机在转发每个帧之前先对其进行缓冲和验证，而等待时间已被最小化到纳秒级。因此，MES是实现基于以太网的工业网络的理想交换机。

虹科1G MES IP核是三速（10/100/1000 Mpbs）交换机IP，并支持IEEE 1588 V2透明时钟功能。此功能可修改PTP事件消息，并考虑通过交换机所花费的时间。该方案通过补偿整个网络中的交付差异来提高分发准确性。具体来说，虹科1G MES IP核还通过为每个端口使用独立的硬件来支持IEEE 1588 V2一步透明时钟对等（P2P）功能。此功能不仅可以补偿停留时间，还可以补偿每个链接的延迟。

虹科MES可以与虹科HSR-PRP交换机IP结合使用，以在所需的端口中引入HSR和PRP功能。高铁(HSR)交换方法是直通的。因此，该组合提供了最高的性能和与标准的最大兼容性。它为以太网PHY设备提供MII/GMII/RGMII本机接口，并且可以与Xilinx IP结合使用，以在其他接口中支持RMII或SGMII。它还支持将AXI4-Stream接口连接到其他不具有MAC基接口的IP内核。

通过利用新的XilinxVivado工具，可以轻松地将虹科MES IP核集成到FPGA设计中，该工具允许在用户界面使用IP核，并以简单的方式配置IP参数。

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网管以太网交换机IP核 /

虹科1G MES IP核主要功能

HongKe 1G MES IP Core Key Features

1

# 接口

全双工10/100/1000Mbps以太网接口

半双工10/100Mbps以太网接口

10 Gbps以太网接口

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

铜缆和光纤介质接口：10/100/1000Base-T，100Base-FX，1000Base-X

2

# 交换

具有自动MAC地址学习和老化功能的动态MAC表

静态MAC表

巨型帧管理

基于以太网的交换

入口端口镜像

广播/多播风暴防护

每端口速率限制（广播、多播和单播流量）

3

# 时间同步

IEEE 1588v2无状态透明时钟功能（P2P–第2层/E2E–第2层）

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

4

# 流通管理

多播帧过滤

交换端口掩码：用户定义的帧到具体端口的转发

基于端口的VLAN支持

服务质量（QoS）：优先级（PCP-802.1p，DSCP TOS，以太类型）

IEEE 802.1X EAPOL硬件处理

DSA（分布式交换结构）标记：使用DSA的理想情况是以太网交换机支持“交换机标签”，这是一项硬件功能使交换机为每个以太网帧插入一个特定标签，该帧从特定端口接收以帮助管理接口确定

5

# 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内核时提供驱动程序

6

# 冗余协议

RSTP（需要软件堆栈）

MPR（不需要软件堆栈）

DLR（不需要软件堆栈）

MES

虹

科

IP核

虹科网管以太网交换机IP（MES IP）系列是一个适用多行业的产品，它可以被嵌入到电网的自动化和保护设备中，也可以用于支持工业PLC和网络设备的以太网现场总线。在汽车行业，虹科MES IP核与PTP IP核一起被用于激光雷达核网管应用，而在航空航天领域，虹科MES IP的低延迟核分布式内存架构发挥着重要作用。