IP核（IntellectualProperty core）是集成電路芯核的簡稱，它是一段具有特定電路功能的硬件描述語言程序，可以將一組擁有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的電路設(shè)計(jì)集合在一起，從而構(gòu)成芯片的基本單位。該程序與集成電路工藝無關(guān)，可以移植到不同的半導(dǎo)體工藝中去生產(chǎn)集成電路芯片，進(jìn)而達(dá)到減少開發(fā)工作、縮短產(chǎn)品上市時(shí)間的效果。

FPGA上以太網(wǎng)交換機(jī)的集成簡化了異構(gòu)系統(tǒng)和應(yīng)用之間的通信，并且得益于可重新配置器件與網(wǎng)絡(luò)IP結(jié)合的靈活性，終端設(shè)備不僅嵌入了以太網(wǎng)終端功能，而且還嵌入了增值的交換功能。在無阻塞矩陣基礎(chǔ)設(shè)施上實(shí)現(xiàn)的SoC-e IP核的低交換延遲是關(guān)鍵系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)的附加值。此外，IEEE 1588-2008同步、用于安全的數(shù)據(jù)包檢查或風(fēng)暴防護(hù)機(jī)制完全在硬件中實(shí)現(xiàn)，這種靈活的結(jié)構(gòu)確保了端口數(shù)量的可擴(kuò)展性，并簡化了這些IP核在系統(tǒng)中的集成。
虹科針對不同的應(yīng)用和領(lǐng)域開發(fā)了一系列以太網(wǎng)交換IP，因而用戶可以將不同IP的特征進(jìn)行組合以獲得每種情況的最佳解決方案。下面將為您介紹虹科1G網(wǎng)管以太網(wǎng)交換機(jī)IP核。

虹科1G網(wǎng)管以太網(wǎng)交換機(jī)IP核

HongKe 1G Managed Ethernet Switch IP Core /

虹科1G網(wǎng)管以太網(wǎng)交換機(jī)（MES）IP核具有一個(gè)無阻塞交叉開關(guān)矩陣，該矩陣允許在所有端口之間進(jìn)行連續(xù)傳輸。它實(shí)施一種存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)發(fā)交換方法，全面滿足以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)策略有關(guān)幀完整性校驗(yàn)。該交換機(jī)在轉(zhuǎn)發(fā)每個(gè)幀之前先對其進(jìn)行緩沖和驗(yàn)證，而等待時(shí)間已被最小化到納秒級(jí)。因此，MES是實(shí)現(xiàn)基于以太網(wǎng)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的理想交換機(jī)。

虹科1G MES IP核是三速（10/100/1000 Mpbs）交換機(jī)IP，并支持IEEE 1588 V2透明時(shí)鐘功能。此功能可修改PTP事件消息，并考慮通過交換機(jī)所花費(fèi)的時(shí)間。該方案通過補(bǔ)償整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的交付差異來提高分發(fā)準(zhǔn)確性。具體來說，虹科1G MES IP核還通過為每個(gè)端口使用獨(dú)立的硬件來支持IEEE 1588 V2一步透明時(shí)鐘對等（P2P）功能。此功能不僅可以補(bǔ)償停留時(shí)間，還可以補(bǔ)償每個(gè)鏈接的延遲。

虹科MES可以與虹科HSR-PRP交換機(jī)IP結(jié)合使用，以在所需的端口中引入HSR和PRP功能。高鐵(HSR)交換方法是直通的。因此，該組合提供了最高的性能和與標(biāo)準(zhǔn)的最大兼容性。它為以太網(wǎng)PHY設(shè)備提供MII/GMII/RGMII本機(jī)接口，并且可以與Xilinx IP結(jié)合使用，以在其他接口中支持RMII或SGMII。它還支持將AXI4-Stream接口連接到其他不具有MAC基接口的IP內(nèi)核。

通過利用新的XilinxVivado工具，可以輕松地將虹科MES IP核集成到FPGA設(shè)計(jì)中，該工具允許在用戶界面使用IP核，并以簡單的方式配置IP參數(shù)。

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網(wǎng)管以太網(wǎng)交換機(jī)IP核 /

虹科1G MES IP核主要功能

HongKe 1G MES IP Core Key Features

1

# 接口

全雙工10/100/1000Mbps以太網(wǎng)接口

半雙工10/100Mbps以太網(wǎng)接口

10 Gbps以太網(wǎng)接口

可配置的3至32個(gè)以太網(wǎng)端口

MII/RMII/GMII/RGMII/SGMII/QSGMII/USXGMII物理層設(shè)備（PHY）接口

每個(gè)端口支持不同的數(shù)據(jù)速率

銅纜和光纖介質(zhì)接口：10/100/1000Base-T，100Base-FX，1000Base-X

2

# 交換

具有自動(dòng)MAC地址學(xué)習(xí)和老化功能的動(dòng)態(tài)MAC表

靜態(tài)MAC表

巨型幀管理

基于以太網(wǎng)的交換

入口端口鏡像

廣播/多播風(fēng)暴防護(hù)

每端口速率限制（廣播、多播和單播流量）

3

# 時(shí)間同步

IEEE 1588v2無狀態(tài)透明時(shí)鐘功能（P2P–第2層/E2E–第2層）

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

4

# 流通管理

多播幀過濾

交換端口掩碼：用戶定義的幀到具體端口的轉(zhuǎn)發(fā)

基于端口的VLAN支持

服務(wù)質(zhì)量（QoS）：優(yōu)先級(jí)（PCP-802.1p，DSCP TOS，以太類型）

IEEE 802.1X EAPOL硬件處理

DSA（分布式交換結(jié)構(gòu)）標(biāo)記：使用DSA的理想情況是以太網(wǎng)交換機(jī)支持“交換機(jī)標(biāo)簽”，這是一項(xiàng)硬件功能使交換機(jī)為每個(gè)以太網(wǎng)幀插入一個(gè)特定標(biāo)簽，該幀從特定端口接收以幫助管理接口確定

5

# 組態(tài)

MDIO，UART，AXI4-Lite或CoE（以太網(wǎng)配置）管理接口

以太網(wǎng)配置（COE）：通過連接到CPU的同一以太網(wǎng)鏈路全面訪問內(nèi)部寄存器

購買IP內(nèi)核時(shí)提供驅(qū)動(dòng)程序

6

# 冗余協(xié)議

RSTP（需要軟件堆棧）

MPR（不需要軟件堆棧）

DLR（不需要軟件堆棧）

MES

虹

科

IP核

虹科網(wǎng)管以太網(wǎng)交換機(jī)IP（MES IP）系列是一個(gè)適用多行業(yè)的產(chǎn)品，它可以被嵌入到電網(wǎng)的自動(dòng)化和保護(hù)設(shè)備中，也可以用于支持工業(yè)PLC和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的以太網(wǎng)現(xiàn)場總線。在汽車行業(yè)，虹科MES IP核與PTP IP核一起被用于激光雷達(dá)核網(wǎng)管應(yīng)用，而在航空航天領(lǐng)域，虹科MES IP的低延遲核分布式內(nèi)存架構(gòu)發(fā)揮著重要作用。