以太网

用于汽车ADAS应用的以太网时间敏感网络

作者:John Swanson,Synopsys公司高级产品营销经理

汽车电子系统的新时代已经减少了事故和死亡事件。进一步改进用于安全关键型汽车应用的先进驾驶辅助系统(ADAS)将是下一个浪潮,这需要大量的数据传输和后续处理。系统正变得越来越复杂,因为它们把来自紧急制动、碰撞避免、车道偏离警告、完全自动驾驶等方面的ADAS应用结合到了一起,使得预测延时和带宽保证越来越重要。例如,高清摄像头捕获高质量图像并提供更多细节,以帮助检测并响应不同的情况;高性能雷达和激光雷达(LIDAR)确定周围物体的范围和角度。这些应用都需要来自汽车不同部件的大量数据进行处理和决策。由于数据量巨大,实现高性能网络连接已经成为一项挑战,汽车SoC设计人员正在通过以太网克服之。但是,这些系统需要的不仅仅是性能,它们还需要可预测的延迟以及有保证的带宽。

时间敏感网络(TSN)IEEE工作组发布了一套TSN标准,并在继续制定新的规范,以满足主动ADAS应用中的以太网需求,这些应用往往需要实时网络。主动ADAS应用能够控制车辆对诸如避免与行人、物体或其他汽车相撞等情况做出反应。本文介绍了汽车SoC的以太网TSN标准,并简要解释了设计人员如何借助于通过车规认证的以太网IP来实现TSN。

时间敏感网络的演变

以太网和工业以太网之间有哪些不同?

工业以太网系统需要比办公以太网更加稳定可靠。

以太网,尤其是工业以太网近来已成为制造业的热门词汇。虽然类似,却各有特点,各有优势。本文将介绍以太网和工业以太网,并比较二者的不同。

何谓以太网?
以太网最早出现于1970年代,之后按照IEEE 802.3实施了标准化。以太网是指符合IEEE 802.3标准的局域网(LAN)产品组,IEEE802.3是一组电气与电子工程师协会(IEEE)标准,用于定义有线以太网媒体访问控制的物理层和数据链路层。1 这些标准也说明子配置以太网网络的规则,以及各种网络元件如何彼此协作。2

以太网支持多台计算机通过一个网络连接,没有它,现代社会采用的各种设备之间可能无法通信。以太网是一种全球化的电线电缆系统标准,这些电线电缆将多台计算机、设备、机器等通过企业的单个网络连接在一起,以便所有计算机彼此通信。以太网的雏形是一条电缆,它支持多台设备连接至同一网络。如今,以太网网络可根据需要扩展和覆盖新设备。以太网是目前全球最受欢迎、使用范围最广泛的网络技术。3

工业以太网的工作原理

一文带你读懂以太网、工业以太网

以太网,尤其是工业以太网近来已成为制造业的热门词汇。它们虽然类似,却各有特点,各有优势。今天我们就来说说以太网和工业以太网,并比较它们二者之间的不同。

何谓以太网?
以太网最早出现于 1970 年代,之后按照 IEEE 802.3 实施了标准化。以太网是指符合 IEEE 802.3 标准的局域网 (LAN) 产品组。IEEE 802.3 是一组电气与电子工程师协会 (IEEE) 标准,用于定义有线以太网媒体访问控制的物理层和数据链路层。这些标准也说明子配置以太网网络的规则,以及各种网络元件如何彼此协作。

以太网支持多台计算机通过一个网络连接,没有它,现代社会采用的各种设备之间可能无法通信。以太网是一种全球化的电线电缆系统标准,这些电线电缆将多台计算机、设备、机器等通过企业的单个网络连接在一起,以便所有计算机彼此通信。以太网的雏形是一条电缆,它支持多台设备连接至同一网络。如今,以太网网络可根据需要扩展和覆盖新设备。以太网是目前全球最受欢迎、使用范围最广泛的网络技术。

使用以太网时,数据流被分割成更短的数据块或帧,每个都包含特定的信息,例如数据的源和目的地。要按照需求通过网络发送和接收数据,这些数据是不可或缺的。

其他与以太网技术相关的术语包括:

LWIP数据通路

实验准备:

基础概念
以太网MAC是一个基础模块,它使得我们可以实现一个TCP/IP协议栈,协议使得应用可以基于网络来通信。如果想要解析一个TCP/IP协议栈,需要了解以下层次:
• 第一层——物理层:(描述物理连接)主要由外部物理层芯片实现
• 第二层——数据链路层:(描述物理层上数据传输的途径)可以由PS的MAC实现
• 第三层——网络层:(描述不同网络间数据传输的途径)提供网络路由和寻址层,可以使IPv4或者IPv6
• 第四层——传输层:(提供终端用户间的数据传输)TCP
• 第五层——应用层:应用层操作数据

揭秘以太网各大接口

作者:Kevin,开源骚客

FPGA学到了一定程度的朋友,应该有非常多的都想来学习一下千兆网。

当然千兆网说难也不难,说容易也不是太容易。

对于千兆网的内容,如果说想通过这样几篇文章来写明白,还是不太现实的。

咱们先来给大家介绍一下,关于以太网有哪些接口。

千兆以太网,只是说以太网的速率为千兆,也就是1G。除了千兆网,还有百兆网,万兆网,当然这些都是指的以太网的速率。

不同速率的以太网,在FPGA端的接口表现形式也是不一样的。下边就来介绍百兆网和千兆网的接口形式。

这是网口与FPGA连接的常用方案,RJ45就是咱们平常说的水晶头,Ethernet PHY是以太网的PHY芯片,之后就是Ethernet PHY与FPGA相连。

下边是以太网PHY芯片与FPGA连接的简略图,注意,这是简略图,,不代表全部的信号。

以太网基础知识——UDP协议及分析

一、UDP协议

UDP是User Datagram Protocol的简称, 中文名是用户数据报协议,是OSI(Open System Interconnection,开放式系统互联) 参考模型中一种无连接的传输层协议,提供面向事务的简单不可靠信息传送服务,IETF RFC 768是UDP的正式规范。UDP在IP报文的协议号是17。

UDP协议的全称是用户数据报协议,在网络中它与TCP协议一样用于处理数据包,是一种无连接的协议。在OSI模型中,在第四层——传输层,处于IP协议的上一层。UDP有不提供数据包分组、组装和不能对数据包进行排序的缺点,也就是说,当报文发送之后,是无法得知其是否安全完整到达的。UDP用来支持那些需要在计算机之间传输数据的网络应用。包括网络视频会议系统在内的众多的客户/服务器模式的网络应用都需要使用UDP协议。UDP协议从问世至今已经被使用了很多年,虽然其最初的光彩已经被一些类似协议所掩盖,但是即使是在今天UDP仍然不失为一项非常实用和可行的网络传输层协议。

以太网的下一阶段:400GE网络

作者:stark

经过三十多年的发展,以太网已经深入我们的生活无处不在,企业、校园、大数据中心和家庭网络等都需要网络否则我们的生活会非常的受影响。以太网的速率也是得到不断的提升:10M、100M、GE、10GE、40GE、100GE,基本是每10年速率10倍增长的发展趋势。科技是不断发展的,现在又不断涌现出一些新的应用,如云计算、大数据和物联网等,在这些新应用的驱动下,100GE网络技术已经能够实现并且大规模部署。然而在2013年3月IEEE802全体会议上正式决定400GE项目建立,这标志着400Gb/s速率标准化工作正式启动,能为下一阶段的工作重点。

UltraScale 集成式 100G Ethernet 子系统

Xilinx 提供一种针对高性能应用领域的集成式 100 Gb/s (Gbps) 以太网介质访问控制器 (MAC) 和物理编码子层 (PCS) 内核。该内核依照 IEEE 802.3-2012 规范而设计,用于最新的 UltraScale™。

Xilinx 100 Gbps 以太网 MAC 和 PCS 内核可提供针对通信设备的高性能互联技术以及实现新兴接口标准方面的灵活性。IP 的PCS 部分可配置为 CAUI-10(10 通道 x 10.3125G)、CAUI-4(4 通道 x 25.78125G)或可动态切换的 CAUI-10 和 CAUI-4 模式。

主要性能和优势

支持 10 通道 x10.3125 CAUI-10、4 通道 x25.78125G CAUI-4 或可动态切换的 CAUI-4 和CAUI-10 模式
免费 100G Ethernet MAC / PCS 许可密钥激活
可选付费 soft 100G RS-FEC (面向 UltraScale FPGA)
1588 1 步和 2 步硬件时戳
允许在 100G 以太网集成模块和GT 之间插入定制逻辑,例如 RS-FEC
可选的帧校验序列 (FCS) 检查、添加和删除
优先流程控制
动态和静态歪斜支持
PCS Lane Marker插入与删除

作者:Rita Horner,Synopsys高级技术营销经理

以太网协议连接已经广泛应用于我们周围的大量事物或设备中。过去,以太网用在局域网 (LAN) 和城域网 (MAN) 中,而如今,由于以太网的普及和多种优势,例如巨大的生态体系和日益增长的规模经济,它越来越多地用在存储和汽车等市场中。集成电路 (IC) 设计师正努力将以太网功能集成到设计中,利用以太网IP解决方案满足目标应用的要求。

然而,由于其独特的系统命名方法,以太网这些标准命名使人解读困难。PCI Express、串行ATA (SATA) 和USB等串行接口的每个数据速率都有一个规范,而以太网针对相同的数据速率有多个不同规范。例如,10GBASE-ER和10GBASE-KR是10 Gbps以太网规范,但它们描述的是不同的互连介质接口。截止到2016年,千兆以太网的类型有至少二十种,而且IEEE 802.3标准已经定义了近30个不同的万兆以太网规范。随着更多以太网接口的部署,设计师需要了解以太网规范术语。本文采用千兆和万兆作为参考而定义了以太网术语,旨在帮助设计师为自己的目标应用选择正确的规范。

以太网数据速率

以太网TCP IP参考设计

TCP/IP的演示旨在展示S2C的双通道千兆以太网PHY接口模块在Virtex-7 Prodigy Logic Module和Kintex-7 Prodigy Logic Module上运行的功能。

演示设计基于MicroBlaze处理器,使用ISE14.5 EDK工具将外部存储器(DDR3)和以太网MAC控制器的集成与AXI4或者AXI4-Lite总线。以太网MAC控制器与S2C双通道千兆以太网PHY接口模块上的以太网PHY芯片(Marvell 88E1111)进行通信。S2C双通道千兆以太网PHY接口模块是10/100/1000 BASE-T IEEE 802.3兼容,并支持GMII和RGMII接口。网络配置和处理器与用户应用程序之间的交互数据都是通过S2C K7 Prodigy Logic Module上的1GB DDR3内存模块进行存取的。

硬件平台包括Prodigy Logic Module和接口子卡模块,设置网络环境,然后在PC上运行iperf以测试10Mb/s或100Mb/s的网络性能。

网络终结点运行在硬件平台上,PC端则工作在服务器-客户端模式下。很多的设置可以通过iperf 完成,比如端口数目、报告间隔和TCP窗口尺寸。同时还提供带宽界面和状态消息栏以供客户查询网络性能。

功能

同步内容