概述
ADIN3310 和 ADIN6310 分別為 3 端口和 6 端口千兆以太網(wǎng) 具有集成安全性的時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò) （TSN） 交換機(jī) 主要為工業(yè)以太網(wǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)。每個(gè)端口 可以配置為以不同的速度運(yùn)行。這些開關(guān) 具有未提交的媒體訪問(wèn)控制器 （MAC） 接口，并且 可與 Analog Devices， Inc. 的物理 （PHY） 層配對(duì) 設(shè)備[ADIN1100],[ADIN1200], 和[ADIN1300]，以形成 低功耗、低延遲系統(tǒng)。四個(gè)獨(dú)立串行千兆位介質(zhì) 接口 （SGMII） 和串行器/解串器 （Serdes） 接口 允許背板連接、與 SFP 模塊的連接以及 級(jí)聯(lián)交換機(jī)。該交換機(jī)支持 IEEE 802.1Q 套件 IEEE 60802 要求的時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)橋接功能 為延遲敏感型提供服務(wù)質(zhì)量 （QoS） 的標(biāo)準(zhǔn) 流。該設(shè)備還包括硬件功能，以支持 并行冗余協(xié)議 （PRP） 或無(wú)縫高可用性 redundancy （HSR） 冗余協(xié)議，從而卸載 主機(jī)處理器。
數(shù)據(jù)表：*附件：ADIN3310 ADIN6310工業(yè)以太網(wǎng)時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)技術(shù)手冊(cè).pdf

應(yīng)用

• 工廠和過(guò)程自動(dòng)化
• 運(yùn)動(dòng)控制、機(jī)器人和協(xié)作機(jī)器人
• 能源自動(dòng)化
• 運(yùn)輸
• 儀表
• 樓宇自動(dòng)化

特性

• 以太網(wǎng) MAC 接口：每個(gè)端口 10 Mb、100 Mb 或 1 Gb
  • 6 端口：4 個(gè) RMII/RGMII/SGMII 和 2 個(gè) RMII/RGMII
  • 3 端口：2 個(gè) RMII/RGMII/SGMII 和 1 個(gè) RMII/RGMII
  • SGMII、1000BASE-SX/1000BASE-LX/1000BASE-KX 和 100BASE-FX
• 低延遲第 2 層以太網(wǎng)交換機(jī)
  • 端口到端口的確定性延遲
  • 直通或存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)作
  • 符合 IEEE/IEC 60802 的流量類型和網(wǎng)橋延遲
  • 符合 IEEE 802.1Q-2018 的標(biāo)準(zhǔn)橋接（定制）
    • 每個(gè)端口都是非阻塞且獨(dú)立的
  • 每個(gè)傳輸端口 32 kB 幀緩沖區(qū)
  • 4096 個(gè) VLAN
• 時(shí)間同步
  • IEEE 802.1AS-2020 標(biāo)準(zhǔn)
  • IEEE 1588-2019 默認(rèn)配置文件
  • IEEE C37.238-2017 能源概況
  • 8 ns 時(shí)間戳分辨率
  • 在入口或出口上加蓋時(shí)間戳的幀
• IEEE 802.1Q 時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)橋接
  • Qbv：計(jì)劃流量的增強(qiáng)功能
  • Qci：按流篩選和策略
  • Qbu：幀搶占
  • Qch：循環(huán)排隊(duì)和轉(zhuǎn)發(fā)
  • Qav：轉(zhuǎn)發(fā)和排隊(duì)增強(qiáng)功能
  • qcc：流式預(yù)留協(xié)議增強(qiáng)
  • 流數(shù)
    • 16000 個(gè) TSN 第 2 層流
    • 256 個(gè)擴(kuò)展查找流（IPV4、IPV6、PCP 等）
• PROFINET SendList 控制
• 高可用性和冗余
  • IEEE 802.1CB 幀復(fù)制和消除以實(shí)現(xiàn)可靠性
  • IEC62439-3：2016-03 符合 HSR/PRP 標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議，實(shí)現(xiàn)無(wú)縫故障轉(zhuǎn)移
  • IEC62439-3-2021-12 媒體冗余協(xié)議
• 兩個(gè)端口上的自定義第 2 層，用于 PROFINET IRT、基于 EtherNet/IP 信標(biāo)的 DLR、POWERLINK （100 Mbps）
• 數(shù)據(jù)包輔助引擎可卸載主機(jī)并管理 TSN 和交換機(jī)功能
• 用于 TSN 和工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議的便攜式 C 驅(qū)動(dòng)程序
• NETCONF 支持（驅(qū)動(dòng)程序到 Sysrepo 轉(zhuǎn)換層）
• 基于硬件信任根的安全功能
  • 安全啟動(dòng)，帶防回滾的安全更新
  • 基于硬件的加密
  • 安全主機(jī)配對(duì)協(xié)議
  • 加密真實(shí)性檢查
• 與外部主機(jī)處理器的接口
  • RMII、RGMII、SGMII、SPI、雙 SPI 或四通道 SPI
• 權(quán)力
  • 3 個(gè)外部電源：1.1 V、3.3 V 和 VDDIO_x（1.8 V、2.5 V 或 3.3 V）
  • 1 Gbps 時(shí)每個(gè)端口的總芯片功率為 60 mW，VDDIO_B = 1.8 V 時(shí)完全利用
• 封裝和溫度范圍
  • 256 引腳 CSP_BGA，14 mm × 14 mm，0.8 mm 間距
  • 196 引腳 CSP_BGA，12 mm × 12 mm，間距 0.8 mm
  • 額定溫度范圍為 ?40°C 至 +85°C 和 ?40°C 至 105°C

框圖

時(shí)序特征

引腳配置描述

典型性能特征

工作原理

交換機(jī)概述

ADN310和ADN310是具備3端口和6端口的千兆以太網(wǎng)第2層交換機(jī)，集成了安全功能，主要為工業(yè)以太網(wǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)。這些交換機(jī)可配置為創(chuàng)建不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。每種交換機(jī)都能夠與端口速率高達(dá)1000Mbps的IEEE 802.3、IEEE 802.3u和IEEE 802.3ab設(shè)備配合使用。為了實(shí)現(xiàn)低功耗、低延遲系統(tǒng)，RMII和RGMII接口支持ADN310和ADN310端口之間的SGMII，以及背板連接和直接連接到服務(wù)器模塊。

在整個(gè)數(shù)據(jù)手冊(cè)中，對(duì)ADN310和ADN310的引用僅指這兩款設(shè)備之間的共性部分。

該交換機(jī)支持IEEE 802.1時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN）功能，這些功能是IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)為滿足行業(yè)需求所要求的。

該設(shè)備還包括硬件功能，以支持RPR或HSR冗余協(xié)議，從而消除主機(jī)處理器的負(fù)擔(dān)。

關(guān)于遺留技術(shù)方面，它支持（端口1和端口2）集成了IEEE 802.1AS的RENS技術(shù)，該技術(shù)允許簡(jiǎn)單接口連接到經(jīng)典的100Mbps工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議，如以下幾種：

• PROFIBUS RT (Class B)和PROFINET IRT (Class C)
• 帶設(shè)備級(jí)環(huán)網(wǎng)（DLR）的EtherNet/IP
• POWERLINK
• Modbus TCP

軟件驅(qū)動(dòng)程序可使主機(jī)與交換機(jī)配合工作，以實(shí)現(xiàn)工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議棧。

主機(jī)接口選項(xiàng)包括：以太網(wǎng)或SPI（標(biāo)準(zhǔn)、雙線或四線SPI）。選擇以太網(wǎng)主機(jī)接口時(shí)，端口可配置為控制平面和數(shù)據(jù)平面，從而為工業(yè)以太網(wǎng)應(yīng)用留出五個(gè)或兩個(gè)可用端口，分別對(duì)應(yīng)ADN310或ADN310。主機(jī)處理器通過(guò)外部PHY層設(shè)備與交換機(jī)通信。VLAN、AV、VDIO_B允許靈活配置這些引腳的電壓，以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的接口，同時(shí)節(jié)省功耗。

端口概述

圖24展示了端口傳輸和接收的簡(jiǎn)化概述。該交換機(jī)在所有六個(gè)端口上支持RMII和RGMII，在端口1到端口4上支持SGMII，并且端口相互獨(dú)立，因此可以操作不同的速度或接口。接口詳細(xì)信息在以太網(wǎng)接口部分討論。

在初始配置期間（主機(jī)配置交換機(jī)端口以進(jìn)行流量控制操作），請(qǐng)參閱《SES_init》以獲取詳細(xì)信息，這些信息可作為ADN310產(chǎn)品頁(yè)面軟件驅(qū)動(dòng)程序的一部分獲取。作為此配置的一部分，用戶必須識(shí)別每個(gè)端口的配置方式、MAC接口、端口速度，以及是否存在與端口相關(guān)聯(lián)的以太網(wǎng)PHY。然后，初始化還可以執(zhí)行任何必要的接收MAC操作。

接收MAC會(huì)檢查傳入幀，驗(yàn)證幀大小是否在最小和最大范圍之間，驗(yàn)證幀內(nèi)的幀間間隔（IFG）是否可接受，檢查幀是否已被預(yù)優(yōu)先級(jí)處理，以及評(píng)估起始幀標(biāo)記定界符（SBM）值、幀和幀校驗(yàn)序列（FCS）。任何失敗的幀都將通過(guò)接收路徑被丟棄。

在進(jìn)行各種檢查的同時(shí)，幀會(huì)被轉(zhuǎn)發(fā)到接收傳輸緩沖區(qū)，直到所有其他端口的傳輸緩沖區(qū)都已滿。傳輸端口會(huì)填充幀單元，直到收集到所有適當(dāng)?shù)男畔⒉⑼瓿陕酚蓻Q策。

MAC、pMAC概述

MAC引擎由一個(gè)Express MAC (eMAC)和一個(gè)可預(yù)優(yōu)先級(jí)處理的MAC (pMAC)組成。eMAC能夠從預(yù)優(yōu)先級(jí)隊(duì)列（Q）中卸載數(shù)據(jù)包，并能夠存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。pMAC處理來(lái)自預(yù)優(yōu)先級(jí)隊(duì)列的數(shù)據(jù)包，還監(jiān)控隊(duì)列以確定片段是否屬于活動(dòng)的預(yù)優(yōu)先級(jí)隊(duì)列。MAC驗(yàn)證并將可識(shí)別流量的片段分類為以下幾類：?jiǎn)尾ィ⊿MD - C - u）、多播（SMD - C - m）和廣播（SMD - C - b），并計(jì)算幀校驗(yàn)序列。它還識(shí)別任何