通用平台交换机 (CPSW) 是 TI 专有的硬件 IP，可支持 AM26x 器件上的网络功能。CPSW 子系统为器件提供 IEEE 802.3 标准以太网千兆位速度数据包通信，也可配置为以太网交换机。CPSW3G 支持 10/100/1000 以太网端口，具有可选的 MII、RMII 和 RGMII 接口。AM26x 器件携带一个 3 端口千兆位 CPSW3G 子系统。3 端口千兆位以太网子系统支持两个外部 MAC 端口和一个内部 CPPI 端口（通信端口编程接口）或主机端口。

内部端口：一个端口（端口 0）始终保留，用作在 CPU 和 CPSW 外设内核之间传输数据的 CPPI 主机端口（CPDMA 端口）。只有主机端口才能与 CPDMA 或 R5F 通信。任何传入或传出的数据都通过主机端口传递。

外部端口：CPSWNG 中的其他 (n-1) 个端口是外部 MAC 端口。例如，CPSW3G 有 2 个 MAC 端口（端口 1 和端口 2）和一个主机端口（端口 0）。外部端口是支持媒体独立接口 (MII) 的 MAC 端口，如 MII、千兆位媒体独立接口 (GMII)、简化媒体独立接口 (RMII)、简化千兆位媒体独立接口 (RGMII)、串行千兆位媒体独立接口 (SGMII) 和四串行千兆位媒体独立接口 (QSGMII)。

上述子块的软件配置由 Syscfg 自动生成的代码和 Enet-LLD 驱动程序来处理。根据应用的要求，可以在应用层中进一步配置这些子块。

• CPDMA：简而言之，CPDMA 负责在主机端口和 R5F 内核之间传输数据。CPDMA 子模块是数据包 DMA 传输控制器。主机 CPPI 接收和发送接口可支持以太网端口上的线速带宽。主机软件通过符合 CPDMA CPPI 3.0 和 CBA 3.1 标准的数据包 DMA 传输控制器主机接口与网络帧进行通信。
• ALE（地址学习引擎）：ALE 负责处理所有数据包（根据 ALE 和传入数据包的配置）并决定数据包的转发方式/位置。ALE 使用传入数据包接收端口号、目标地址、源地址、长度/类型和 VLAN 信息来确定数据包的转发方式。ALE 的输出是端口掩码，用于指示数据包应转发到的端口。
• 中断控制器：CPSW 可以从 6 个不同的源触发中断，用于处理 Enet-LLD 驱动程序（软件）中的数据包。一些示例包括：THost（从以太网到主机）非定步级中断，用于更新各端口统计信息的中断，以及用于处理链路状态变更、ECC 错误状况、配置修改和 ALE 事件等情形的杂项级中断。
• 统计模块：CPSW 包含一个内置的统计信息模块，可存储每端口的统计信息。此模块对于评估应用性能和调试非常有用。CPSW 统计模块会捕获重要数据，例如正常帧和不良帧的帧计数，以及各种情况下的帧丢弃计数，如 ALE 溢出、FIFO 溢出、分片错误、端口掩码丢弃、过大/过小帧、CRC 和对齐错误等。

• CPTS（通用平台时间同步）：CPTS 子模块在器件上启用时间同步功能。它为从 CPSW 接收或发送的每个数据包启用事件时间戳。时间同步事件会推送到 CPSW FIFO
• MDIO（管理数据输入/输出）：管理接口模块实施 802.3 串行管理接口，使用两线制总线查询和控制外部以太网 PHY。MDIO 模块的一些主要功能包括：
  • MDIO 充当 CPSW 和 PHY 之间的桥接器
  • MDIO 模块允许 CPSW 配置和控制 PHY 器件的各个方面，例如链路速度、双工、电源管理等。
  • MDIO 还用于监控每个 PHY 的状态，从而检测链路接通/断开事件。
  • MDIO 还负责 CPSW 和 PHY 之间的自动协商

除此之外，CPSW 还支持与本应用手册相关的数据包分类、VLAN 支持、管制/速率限制等功能。某些应用需要在处理以太网数据包之前对其进行分类。不同的数据包类可能具有不同的处理逻辑或需要更快的周转时间。CPSW 可根据以下参数执行数据包分级：

• 目标 MAC 地址
• VLAN ID
• 优先级（基于 VLAN ID）
• 以太网类型
• IP 标头字段
• 上述任何几项的组合

VLAN 支持

虚拟 LAN (VLAN) 支持提供了一种在菊花链拓扑中对网络流量进行逻辑分段的机制。通过为来自或发往特定节点或功能块的流量分配不同的 VLAN ID，开发人员可以将控制流量与数据流隔离，区分安全关键型消息的优先级，或通过同一物理网络实现多租户通信。这在工业自动化或模块化机器人系统中特别有用，在这些系统中，不同的子系统需要安全地共享通用以太网主干网，而不会干扰彼此的数据域。VLAN 标签还有助于管理广播域并减少链中不必要的流量传播，从而提高确定性和带宽利用率。CPSW 和 Enet-LLD 驱动程序支持具有 VLAN 标签的以太网数据包，甚至支持基于 VLAN 标签的硬件分级

CPSW 还支持硬件中的 InterVLAN 和 IntraVLAN 路由。这意味着 CPSW 可以根据以太网数据包中的 VLAN 标签来决定需要将数据包转发到哪个 VLAN。

速率限制

策略器和速率限制机制可对以太网流量进行精细控制，这在菊花链拓扑中尤为重要。策略器会监视传入或传出数据包的速率，并通过丢弃或重新标签超出配置阈值的数据包来实施定义的带宽限制。这可确保没有任何设备或应用程序会使共享网络介质不堪重负，从而保持了公平性并防止链中的拥塞。可在每个 MAC 端口的入口或出口应用速率限制，以限制特定流量类别或流使用的带宽。在菊花链部署中，这有助于保持可预测的延迟，并确保低优先级或非关键流量不会使时间敏感型控制，或避免同步数据包无法获得服务。与 QoS 和 VLAN 标签结合使用时，策略器和速率限制可提供稳健的流量管理框架，从而增强多节点工业以太网系统的可靠性和确定性。

每个 AM261x 节点配置为在引导时对 CPSW 进行初始化、设置端口 VLAN ID、使用 MAC 到端口映射来填充 ALE 表，并根据其链位置运行网络应用逻辑。

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