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Controller Ethernet IEEE 1588: misurazione e controllo in rete in tempo reale

Controller Ethernet IEEE 1588

Il modulo del controller Ethernet, in congiunzione con una interfaccia fisica (PHY) Ethernet 10/100, viene utilizzato per aggiungere una connettività Ethernet. Il time stamping (marcatura temporale) IEEE 1588 dell'hardware offre una sincronizzazione del clock di precisione per il controllo in tempo reale nell'automazione in rete e nelle applicazioni di test e di misurazione.

Le caratteristiche di un controller Ethernet includono una piena implementazione della specifica 802.3, il supporto delle interfacce MII e RMII verso una interfaccia fisica esterna, il supporto del software di individuazione Magic Packet AMD (Advanced Micro Devices ), il supporto dei frame VLAN-tagged (IEEE 802.1Q), ottimizzazione delle prestazioni del protocollo IP e il supporto del time stamping dell'hardware per IEEE 1588.

Software di individuazione Magic Packet AMD (Advanced Micro Devices)

Questa utility permette ad un nodo esterno di compiere una richiesta wake up remota. Quando il software di individuazione Magic Packet è attivato, il controller Ethernet può essere messo in modalità sleep e/o il processore può avviare la modalità di stop. In questa modalità la trasmissione Ethernet viene disabitata, le funzioni di trasmissione e di ricezione FIFO Ethernet vengono disabilitate, la logica di ricezione Ethernet viene mantenuta in modalità normale, ma tutto il traffico in entrata viene ignorato tranne che per Magic Packet. Quando Magic Packet viene individuato, viene inviata una richiesta wake up al core, che può essere utilizzata per far uscire il processore dalla modalità di stop.

Ottimizzazione del protocollo IP

Il modulo del controller Ethernet include una logica di hardware che può gestire una gamma di funzioni comuni del protocollo Ethernet. Questo può aiutare a diminuire l’ overhead richiesto per gli stack Ethernet e può aumentare il throughput generale di Ethernet. Le caratteristiche vanno quindi ad includere:

    - Il supporto per i protocolli TCP/IP, UDP/IP, ICMP/IP e IP header-only nei formati IPv4 e IPv6.
    - IP header automatico e la generazione e il calcolo del checksum (somma di controllo, la sequenza di bit che viene utilizzata per verificare l' integrità di un dato) del payload (specifico per il protocollo).
    - Passaggio trasparente dei frame di altri tipi e di altri protocolli. Per TCP e UDP, il checksum viene calcolato sulle sezioni di dati e sull’ header insieme ad alcuni valori che provengono dal header IP. Nel diagramma mostrato in figura è possibile vedere i campi del header IP che sono stati usati per i calcoli del checksum TCP e UDP.

Supporto IEEE 1588

Il controller Ethernet include un modulo di marcatura temporale (time stamping) per supportare lo standard IEEE 1588, o similari implementazioni del protocollo di sincronizzazione temporale. Il modulo del timer regolabile viene utilizzato per sincronizzare il clock locale del controller Ethernet con un master remoto. Sono anche presenti un contatore free running a 32 bit ed un secondo contatore per la correzione.

Il contatore di correzione serve per aumentare o per diminuire la frequenza del contatore free running, in modo tale da dare vita a dei cambiamenti appena percettibili per quanto concerne il tempo di sincronizzazione.

 

 

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