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【连载一】NXP S32G — 以太网加速模块(PFE)简介
来源:Arrow 发布:2023/04/17 浏览量:430

随着汽车电子的飞速发展,ADAS系统、5G技术和越来越多的ECU被集成到汽车电子系统中。这些系统需要的通讯带宽正与日俱增,传统车用通信技术逐渐无法满足需求。在此背景下,车载以太网技术正逐渐成为下一代车用通信技术的主要方案。

 

图片来源于 Pexels

 

随着汽车电子的飞速发展,ADAS系统、5G技术和越来越多的ECU被集成到汽车电子系统中。这些系统需要的通讯带宽正与日俱增,传统车用通信技术逐渐无法满足需求。在此背景下,车载以太网技术正逐渐成为下一代车用通信技术的主要方案。

 

车载以太网相对传统以太网在安全性、实时性及可靠性上有更高的要求,同时需要与传统汽车通信技术间有一定的互操作性。NXP根据下一代汽车通信系统的特性推出的S32G系列SOC针对车载通讯技术进行优化,并集成了以太网与传统汽车通信加速模块。

 

本文将简要介绍S32G以太网加速模块的功能和典型应用,后续连载文章将演示在SEED-S32G开发套件上对PFE各功能进行配置和测试。同时,SEED-S32G开发套件在接口上与NXP S32G-VNP-RDB2兼容。

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图 SEED-S32G开发套件

 

S32G 传统汽车通讯加速模块 

— LLCE

 

LLCE:LOW LATENCY COMMUNICATIONS ENGINE

 

  • 16x CAN(CAN2.0/CAN-FD)

  • 4x LIN

  • 1x FlexRay

  • 4x SPI

  • 4x Cortex-M0(运行NXP固件)

  • CAN to CAN 路由

  • CAN to 以太网路由

  • 直接与硬件安全模块互相传输数据

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S32G 以太网接口和加速模块

 

  • S32G支持4个以太网MAC

– 3个接口集成在PFE
– 1个标准以太网接口(GMAC)

 

  • S32G274A IO复用支持

– 4个MAC可同时使用
– 最多3个 RGMII/RMII/MII 接口(可以选择复用到任何MAC)
– 最多4个SGMII接口,支持1Gbps和100Mbps (PFE_MAC0可支持2.5Gbps)

 

S32G集成的PFE(Packet Forwarding Engine)模块支持以太网包的转发、修改、分类等功能,它基于已在NXP Layerscape系列处理器上验证的解决方案,仅需使用CPU转发33%的功耗,就可从主机CPU完全offload网络转发相关负载。

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PFE拥有4个主机接口(HIF)和3个MAC接口,多个不同的主机或虚拟机可同时通过不同的HIF使用PFE的网络连接。它还可与其他模块配合实现更多高级功能,例如与LLCE模块配合可在没有主机参与的情况下实现以太网和传统车载通信技术间的包路由与包转发,与HSE模块配合可无需主机参与实现数据包加解密。

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PFE 典型应用

 

 

  • IPv4/IPv6路由

PFE_MAC1与PFE_MAC2间与配置的路由表匹配的流量将由PFE直接转发(快速路径),其他流量被转发到主机CPU(慢速路径)。

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  • 数据路径端点

– 3个主机可通过各自的逻辑接口访问PFE_MAC
– CPU1运行主驱动,其他CPU运行从驱动
– 可配置从端点1、2、3接收到的流量转发到哪个HIF
– 可配置端点4、5、6的流量转发到哪个MAC

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  • VLAN交换机

主机仅可访问自身所在VLAN,不同VLAN间通过加入了两个VLAN的主机路由。           

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  • PFE IPsec

PFE_MAC0和PFE_MAC1间的流量将自动通过HSE加解密后由PFE转发。

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参考资料:PFE/LLCE通信负载分流引擎

 

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