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間敏感網(wǎng)絡 （TSN） 交換機 主要為工業(yè)以太網(wǎng)應用而設計。每個端口 可以配置為以不同的速度運行。這些開關(guān) 具有未提交的媒體訪問控制器 （MAC） 接口，并且 可與 Analog Devices， Inc. 的物理 （PHY） 層配對 設備[ADIN1100],[ADIN1200], 和[ADIN1300]，以形成 低功耗、低延遲系統(tǒng)。四個獨立串行千兆位介質(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 級聯(lián)交換機。該交換機支持 IEEE 802.1Q 套件 IEEE 60802 要求的時間敏感網(wǎng)絡橋接功能 為延遲敏感型提供服務質(zhì)量 （QoS） 的標準 流。該設備還包括硬件功能，以支持 并行冗余協(xié)議 （PRP） 或無縫高可用性 redundancy （HSR） 冗余協(xié)議，從而卸載 主機處理器。
數(shù)據(jù)表：*附件：ADIN3310 ADIN6310工業(yè)以太網(wǎng)時間敏感網(wǎng)絡交換機技術(shù)手冊.pdf

應用

• 工廠和過程自動化
• 運動控制、機器人和協(xié)作機器人
• 能源自動化
• 運輸
• 儀表
• 樓宇自動化

特性

• 以太網(wǎng) MAC 接口：每個端口 10 Mb、100 Mb 或 1 Gb
  • 6 端口：4 個 RMII/RGMII/SGMII 和 2 個 RMII/RGMII
  • 3 端口：2 個 RMII/RGMII/SGMII 和 1 個 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
  • 端口到端口的確定性延遲
  • 直通或存儲轉(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 的標準橋接（定制）
    • 每個端口都是非阻塞且獨立的
  • 每個傳輸端口 32 kB 幀緩沖區(qū)
  • 4096 個 VLAN
• 時間同步
  • IEEE 802.1AS-2020 標準
  • IEEE 1588-2019 默認配置文件
  • IEEE C37.238-2017 能源概況
  • 8 ns 時間戳分辨率
  • 在入口或出口上加蓋時間戳的幀
• IEEE 802.1Q 時間敏感網(wǎng)絡橋接
  • Qbv：計劃流量的增強功能
  • Qci：按流篩選和策略
  • Qbu：幀搶占
  • Qch：循環(huán)排隊和轉(zhuǎn)發(fā)
  • Qav：轉(zhuǎn)發(fā)和排隊增強功能
  • qcc：流式預留協(xié)議增強
  • 流數(shù)
    • 16000 個 TSN 第 2 層流
    • 256 個擴展查找流（IPV4、IPV6、PCP 等）
• PROFINET SendList 控制
• 高可用性和冗余
  • IEEE 802.1CB 幀復制和消除以實現(xiàn)可靠性
  • IEC62439-3：2016-03 符合 HSR/PRP 標準的協(xié)議，實現(xiàn)無縫故障轉(zhuǎn)移
  • IEC62439-3-2021-12 媒體冗余協(xié)議
• 兩個端口上的自定義第 2 層，用于 PROFINET IRT、基于 EtherNet/IP 信標的 DLR、POWERLINK （100 Mbps）
• 數(shù)據(jù)包輔助引擎可卸載主機并管理 TSN 和交換機功能
• 用于 TSN 和工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議的便攜式 C 驅(qū)動程序
• NETCONF 支持（驅(qū)動程序到 Sysrepo 轉(zhuǎn)換層）
• 基于硬件信任根的安全功能
  • 安全啟動，帶防回滾的安全更新
  • 基于硬件的加密
  • 安全主機配對協(xié)議
  • 加密真實性檢查
• 與外部主機處理器的接口
  • RMII、RGMII、SGMII、SPI、雙 SPI 或四通道 SPI
• 權(quán)力
  • 3 個外部電源：1.1 V、3.3 V 和 VDDIO_x（1.8 V、2.5 V 或 3.3 V）
  • 1 Gbps 時每個端口的總芯片功率為 60 mW，VDDIO_B = 1.8 V 時完全利用
• 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

時序特征

引腳配置描述

典型性能特征

工作原理

交換機概述

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，集成了安全功能，主要為工業(yè)以太網(wǎng)應用而設計。這些交換機可配置為創(chuàng)建不同的拓撲結(jié)構(gòu)。每種交換機都能夠與端口速率高達1000Mbps的IEEE 802.3、IEEE 802.3u和IEEE 802.3ab設備配合使用。為了實現(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器模塊。

在整個數(shù)據(jù)手冊中，對ADN310和ADN310的引用僅指這兩款設備之間的共性部分。

該交換機支持IEEE 802.1時間敏感網(wǎng)絡（TSN）功能，這些功能是IEEE 802標準為滿足行業(yè)需求所要求的。

該設備還包括硬件功能，以支持RPR或HSR冗余協(xié)議，從而消除主機處理器的負擔。

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)
• 帶設備級環(huán)網(wǎng)（DLR）的EtherNet/IP
• POWERLINK
• Modbus TCP

軟件驅(qū)動程序可使主機與交換機配合工作，以實現(xiàn)工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議棧。

主機接口選項包括：以太網(wǎng)或SPI（標準、雙線或四線SPI）。選擇以太網(wǎng)主機接口時，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)應用留出五個或兩個可用端口，分別對應ADN310或ADN310。主機處理器通過外部PHY層設備與交換機通信。VLAN、AV、VDIO_B允許靈活配置這些引腳的電壓，以實現(xiàn)簡單的接口，同時節(jié)省功耗。

端口概述

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

在初始配置期間（主機配置交換機端口以進行流量控制操作），請參閱《SES_init》以獲取詳細信息，這些信息可作為ADN310產(chǎn)品頁面軟件驅(qū)動程序的一部分獲取。作為此配置的一部分，用戶必須識別每個端口的配置方式、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會檢查傳入幀，驗證幀大小是否在最小和最大范圍之間，驗證幀內(nèi)的幀間間隔（IFG）是否可接受，檢查幀是否已被預優(yōu)先級處理，以及評估起始幀標記定界符（SBM）值、幀和幀校驗序列（FCS）。任何失敗的幀都將通過接收路徑被丟棄。

在進行各種檢查的同時，幀會被轉(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。傳輸端口會填充幀單元，直到收集到所有適當?shù)男畔⒉⑼瓿陕酚蓻Q策。

MAC、pMAC概述

MAC引擎由一個Express MAC (eMAC)和一個可預優(yōu)先級處理的MAC (pMAC)組成。eMAC能夠從預優(yōu)先級隊列（Q）中卸載數(shù)據(jù)包，并能夠存儲和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。pMAC處理來自預優(yōu)先級隊列的數(shù)據(jù)包，還監(jiān)控隊列以確定片段是否屬于活動的預優(yōu)先級隊列。MAC驗證并將可識別流量的片段分類為以下幾類：單播（SMD - C - u）、多播（SMD - C - m）和廣播（SMD - C - b），并計算幀校驗序列。它還識別任何