TSN-SE（TSN Ethernet Switched Endpoint Controller）

● 概要

TSN-SEは、タイム・センシティブ・ネットワーク（TSN）イーサネット・ネットワークにおけるスイッチド・エンドポイントの実装を容易にするための、構成可能なコントローラを実装しています。タイミング同期（IEEE 802.1AS-2020）、トラフィック・シェーピング（IEEE 802.1QavおよびIEEE 802.1Qbv）、フレーム・プリエンプション（IEEE 802.1QbuおよびIEEE 802.3br）、および低遅延イーサネットMACのためのハードウェア・スタックを統合しています。さらに、信頼性向上のためのフレーム複製および除去（IEEE 802.1CB）とストリームごとのフィルタリングおよびポリシング（IEEE 802.1Qci）のためのオプションのハードウェアモジュールを使用することで、信頼性強化機能もサポートできます。

コントローラコアは、高精度なタイミング同期と、柔軟かつ正確なトラフィック・スケジューリングを実現するように設計されています。 TSN-SEは、イーサネットMACレベルにおいてもカットスルー・スイッチングと最小限のバッファリングを実現し、極めて低い確定的な入力/出力遅延を特長としており、時間認識型アプリケーションの開発を簡素化します。さらに、アプリケーションの要件に応じてトラフィック・シェーピングパラメータをリアルタイムで定義および調整できるほか、TSNネットワーク・ブリッジまたはエンドポイントの動作に通常必要となるタイミング情報（タイムスタンプ、アラームなど）をシステムに提供します。

TSN-SEは、統合を容易にするために標準のAMBA®インターフェースを採用しています。構成レジスタとステータス・レジスタは32ビット幅のAPBバス経由でアクセスでき、パケットデータは32ビット・データバスを備えたAXIストリーミング・インターフェースを介して入出力されます。顧客アプリケーションの実装をさらに迅速化・容易にするため、メモリマップドAXI4マスタ・ポートを介してストリーム・インターフェースへのアクセスを提供するDMAエンジン、およびIEEE 802.1Qcc、IEEE 802.1Qca、SNMPなどの上位層プロトコルをサポートするソフトウェアスタックがオプションで利用可能です。TSN-SEは業界のベスト・プラクティスに基づいて設計されており、合成可能なRTL（Verilog 2001）ソースコード、またはターゲットFPGAネットリストとして提供されます。納品物には、サンプルスクリプト、包括的なテストベンチ、詳細なドキュメントなど、実装に必要なすべてが含まれています。

● 概要

TSNイーサネット・スイッチド・エンドポイント

• イーサネットポート2個とホストプロセッサポート1個
• リングなどのデイジーチェーン・ネットワークに最適
• 10/100/1000 Mbps（10Gbps対応予定）

低遅延かつ柔軟なスイッチング

• 低遅延レイヤ2カットスルー・スイッチング
• ランタイム・スイッチ設定により、ネットワーク変更に迅速に対応
• 802.1Qタグ付きVLAN対応
• ポートベースVLAN
• VLAN-PCPとTSNキューのマッピング設定可能（PCPによるQoS）
• 柔軟なVLANおよびMAC転送・フィルタリング
• 動的エントリと静的エントリに対応したMACルックアップテーブルおよび自動エージングテーブルの設定可能
• タグなしポート対応
• ポート統計情報

TSN機能

• IEEE 802.1AS-2020対応（軽量ソフトウェア・スタックが必要）
• IEEE 802.1QavおよびIEEE 802.1Qbv準拠のトラフィック・シェーピング（8つのTSNキュー搭載）
• IEEE準拠のフレーム・プリエンプション802.1QbuおよびIEEE 802.3br
• IEEE 802.1CB準拠のフレーム複製および除去、IEEE 802.1Qci準拠のストリームごとのフィルタリングおよびポリシングは、オプションでハードウェア実装可能
• IEEE 802.1Qca準拠のパス制御および予約、IEEE 802.1Qcc準拠のストリーム予約プロトコルの拡張機能は、オプションでソフトウェア実装可能

容易なシステム統合

• AMBA™/AXI4 SoCインターフェース
• 32ビットAPB制御/ステータスインターフェース
• パケットデータ用32ビットAXI4ストリーム
• オプションのAXI4 DMAエンジン
• ポートごとにMII、GMII、RGMII、およびMDIOイーサネットPHYインターフェース
• PTPスタックにはホストプロセッサからの支援は最小限で済み、組み込みプロセッサと事前に統合されたライセンスの場合はホストプロセッサからの支援は不要
• 完全なFPGAリファレンスデザインが利用可能
•  

● リンク先

TSN-SE | TSN Ethernet Switched Endpoint Controller IP Core (cast-inc.com)