switch Ethernet con 8 puertos y PTP [cerrado]

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Hola) Necesito una solución para una placa con 8 puertos Ethernet 100/10 (con capacidades de conmutación de cobre / fibra, PTP e idealmente también con capacidades de protocolo PRP, HSR). He encontrado el interruptor KSZ8999I, pero creo que no es compatible con PTP (de acuerdo con la hoja de datos no lo hace). También miré el interruptor KSZ8463, es compatible con PTP pero solo tiene 2 puertos. Por lo tanto, no logré encontrar un conmutador Ethernet que necesito. ¿Existen tales interruptores y dónde puedo encontrarlos? También pensé en decisiones basadas en FPGA o controladores Ethernet ... ¿Podría alguien darme una pista para un chip más y una solución más fácil? Gracias)

Gracias por las respuestas) Casi logramos encontrar un chip adecuado para nuestra tarea (por la forma en que perseguimos el estándar IEEE 61850 donde se requieren los protocolos PTPv2 / HSR / PRP) - KSZ9477S. Ese chip tiene sello de hora PTPv2, manejo de hardware HSR, compatibilidad con VLAN y se puede conectar a través de un puerto SGMII a otro KSZ9477S (para que podamos obtener 10 puertos en total). La única desventaja que tiene este chip es que sus PHY parecen funcionar solo en modo cobre (no se pueden cambiar al modo de fibra). Entonces, tal vez hay algunos circuitos integrados que podemos conectar a los puertos MDI KSZ9477S y que pueden convertir la señal de cobre en señal de fibra y viceversa. ¿Alguien sabe tal IC? (como el convertidor de medios tal vez). ¿O tal vez alguien pueda recomendar circuitos integrados de conmutador de Ethernet adecuados para nuestra aplicación? ¿Es posible encontrar dicho IC o estamos obligados a utilizar una solución basada en FPGA?

    
pregunta Andy

2 respuestas

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Los ASIC del conmutador Ethernet se dividen en dos categorías: conmutadores no administrados pequeños, de bajo conteo de puertos, con características rudimentarias, y conmutadores altamente sofisticados, de alto conteo de puertos y altamente sofisticados. No hay mucho en el medio, o al menos no mucho que sea accesible en volúmenes bajos. Si desea construir este dispositivo en cantidades suficientemente grandes, cualquiera de los principales fabricantes de redes estará encantado de proporcionarle consejos o ejemplos. Diferentes fabricantes tendrán diferentes ideas de lo que significa "cantidades suficientemente grandes".

Si se trata de un proyecto de poca cantidad, tiene algunas opciones aquí, basadas en lo que he visto al buscar circuitos integrados de conmutación para mis propios proyectos:

  • Use el KSZ8999 o un interruptor similar que no sea PTP, conecte un microcontrolador a su interfaz MII e implemente PTP en el microcontrolador. Muchas MCU con MAC Ethernet incorporadas pueden hacer una marca de tiempo de hardware que debería ser útil para implementar PTP. No estoy lo suficientemente familiarizado con PTP para saber si implementarlo de esta manera en lugar de hacerlo directamente en el conmutador presenta una desventaja sustancial; Me imagino que depende de la precisión requerida.

  • Use dos o más conmutadores PTP habilitados para un menor número de puertos y conéctelos juntos. Por ejemplo, si puede encontrar un interruptor con cuatro PHY más un MII, generalmente puede conectar dos de estos de forma consecutiva a través del MII. En términos de redes, aún son dos interruptores, pero se pueden empaquetar cuidadosamente en una sola caja. Es probable que esto requiera que cada IC de conmutador tenga su propia dirección MAC.

  • Use un solo interruptor administrado más sofisticado. Muchas de estas piezas sofisticadas tienen procesadores dedicados incorporados para facilitar el control complejo del motor de conmutación, pero también puede programarlas para que hagan lo que usted quiera. La ventaja es la flexibilidad: puede implementar cualquier característica que desee. El inconveniente es que tiene que escribir el software, aunque el fabricante probablemente tendrá algunos recursos para ayudarlo a comenzar allí. El otro inconveniente es que esta categoría de pieza también puede ser desafiante en términos de hardware: no es raro que las partes de alto rendimiento requieran DDR3 externo, o expongan la mayoría de sus puertos a través de QSGMII, por ejemplo.

respondido por el ajb
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Debe distinguir y separar claramente estas tecnologías: PTP, PRP, HSR y las siguientes cosas relacionadas con ellas:

  • interruptor habilitado para PTP
  • nodo habilitado para PTP (nodo = dispositivo terminal)
  • interruptor habilitado para PRP
  • nodo habilitado para PRP
  • Casilla de redundancia relacionada con PRP
  • interruptor habilitado para HSR
  • nodo habilitado para HSR
  • caja de redundancia relacionada con HSR

Conmutador Ethernet de 8 puertos habilitado para PTP basado en KSZ8999 y KSZ8462 - cambié KSZ8463 que mencionaste anteriormente a KSZ8462 porque KSZ8462 tiene una interfaz de bus paralelo y ocho KSZ8462 se pueden conectar a una MPU / PCU con al menos un bus paralelo a bordo.

ElnodohabilitadoparaPTPgeneralmenteimplementasolounpuertoEthernety,porlotanto,tieneundiseñotrivial:KSZ8462/KSZ8463podríausarseaquíúnicamente.

ConmutadorhabilitadoparaPRPesunconjuntodedospuentescomunescompatiblesconIEEE802.1(conmutadores,denominadosAyB)quefuncionanenparaleloentresí:conectanlosmismosnodosperonolosunosalosotrosenencualquiercaso.

ElnodohabilitadoparaPRPimplementadospuertosindependientesdenominadosAyB,conectadosrespectivamenteadosredesoconmutadoresindependientes(esdecir,aisladosentresí).SedebeprestaratenciónadicionalaldiseñarunnodohabilitadoparaPRP:tengacuidadosiseleccionaunICdeconmutaciónparaimplementardospuertosEthernetensudispositivo:eseICdebetenersumotordeAPAGADOdespuésdelencendidoysoloelhostdecontrol(MCU/MPU)seráelorigen/destinodelastramasenlospuertosdeldispositivo.DebidoaqueKSZ8462/KSZ8463tienesumotordeencendidoencendidodespuésdelencendido,KSZ8462/KSZ8463noesadecuadoparaimplementarunnodohabilitadoparaPRP.LamejormaneradeimplementarunnodohabilitadoparaPRPesusarunaMPU/MCUcondosMACindependientes.

CajaderedundanciarelacionadaconPRP,oPRPRedBoxestádiseñadoparaconectarunnodoconvencional(nohabilitadoparaPRP)ounconmutador/redaunaredhabilitadaparaPRP.PresentaunnodohabilitadoparaPRPenelladodePRPy,porlotanto,tienelasmismasrestriccionesdediseñoenumeradasanteriormente.

ElinterruptorhabilitadoparaHSRactúacomounRedBoxrelacionadoconHSRquesedescribeacontinuación.TengaencuentaqueHSRutilizaunatopologíasimilaraunacadenademargaritas,enlugardeunatopologíaenestrellautilizadaenPRPyredesIEEE802.1convencionales.

ElnodohabilitadoparaHSRimplementadospuertosEthernetparaorganizarunaconexiónencadenaquepodríaestar"conectada" internamente antes de que se inicie el host (MCU / MPU). Por lo tanto, KSZ8462 / KSZ8463 (que tiene su motor de encendido en ON después del encendido) es adecuado para implementar un nodo habilitado para HSR y es una buena manera de hacerlo.

La caja de redundancia relacionada con HSR está destinada a conectar un nodo convencional (no habilitado para HSR) o un conmutador / red a una red habilitada para HSR. Presenta un nodo habilitado para HSR en el lado de HSR y un nodo de Ethernet convencional en el lado convencional. Debido a que HSR e IEEE 802.1 no son compatibles, los dos lados deben estar aislados entre sí antes de que los "medios de traducción" entre ellos empiecen por completo.

Consejos:

  • Para conectar una red PRP a una red IEEE 802.1, use un RedBox PRP.
  • Para conectar una red HSR a una red IEEE 802.1, use un RedBox HSR.
  • Para conectar una red PRP a una red HSR, use una serie de PRP RedBox y HSR RedBox.

PTP es un protocolo de capa superior a MAC con asistencia de hardware de capa PHY y, por lo tanto, neutralidad de topología (sin embargo, su precisión aún depende de la topología / red): se puede usar en cualquiera de las redes IEEE 802.1, PRP o HSR (LANs).

La excepción a esto es la funcionalidad de reloj transparente PTPv2 que requiere soporte del conmutador. Aquí, el conmutador debe ajustar los paquetes PTPv2 Sync / Follow-Up con el tiempo que el paquete ha pasado dentro del conmutador. Como la ubicación específica de los datos del protocolo PTP difiere en el caso de los protocolos Ethernet simple y HSR / PRP, el conmutador debe admitir el reloj transparente PTPv2 sobre HSR / PRP.

    
respondido por el asndre

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