介紹

Marvell推出了四款車載用交換機(jī)芯片，88Q5050，88Q5050, 88Q5072和88Q6113。其中88Q5030有5 Port用于通信，88Q5050有8 Port用于通信，5072與6113有11 Port用于通信。

產(chǎn)品型號(hào)特性

88Q5072	11 端口安全車載以太網(wǎng)交換機(jī)搭載集成式 100BASE-T1 PHY
88Q6113	11 端口車載以太網(wǎng)交換機(jī)搭載 TSN 的高級(jí)安全性和支持
88Q5050	8 端口以太網(wǎng)千兆比特容量交換機(jī)具有 4 個(gè)固定 100BASE-T1 端口，以及可從 1 100BASE-T1、1 100BASE-TX、2 MII/RMII/RGMII、1 GMII 和 1 SGMII 端口中選擇另外四個(gè)端口的可配置選擇
88Q5030	5 端口以太網(wǎng)交換機(jī)提供 3 個(gè) IEEE 100BASE-T1 端口、1 個(gè) IEEE 100BASE-T1 端口、2 個(gè) MII/RMII/RGMII 或 GMII 端口，以及 1 個(gè) Serdes 或 SGMII 端口。

由于項(xiàng)目中用到了88Q5050,所以本文中只涉及到88Q5050的內(nèi)容。本文是對(duì)使用88Q5050的梳理和總結(jié)。

Marvell 88Q5050車載以太網(wǎng)交換機(jī)產(chǎn)品概覽

關(guān)于聯(lián)網(wǎng)汽車網(wǎng)絡(luò)面臨安全風(fēng)險(xiǎn)的報(bào)道已屢見不鮮。 使用 Marvell 安全車載以太網(wǎng)交換機(jī)防范威脅。 業(yè)內(nèi)新面世的 100BASE-T1 安全車載以太網(wǎng)交換機(jī)，88Q5050 為下一代車輛提供新級(jí)別的數(shù)據(jù)安全性。

該 8 端口以太網(wǎng)交換機(jī)具有 4 個(gè)固定的 IEEE 100BASE-T1 端口，以及從 1 個(gè) IEEE 100BASE-T1 端口、1 個(gè) IEEE 100BASE-TX、2 個(gè) MII/RMII/RGMII 端口、1 個(gè) GMII 端口和 1 個(gè) SGMII 端口中額外選擇 4 個(gè)端口的可配置選擇。 該交換機(jī)提供本地和遠(yuǎn)程管理功能，可輕松接入和配置該設(shè)備。

該交換機(jī)采用了針對(duì)交換機(jī)根源而設(shè)計(jì)的非常高的硬件安全功能，以防止對(duì)車輛中數(shù)據(jù)流的惡意攻擊或危害。 該等功能對(duì)于確保車輛及其乘員的安全至關(guān)重要。 該款先進(jìn)的交換機(jī)采用深度包檢測(cè) (DPI) 技術(shù)和可信引導(dǎo)功能，可提供業(yè)內(nèi)非常安全的車載以太網(wǎng)交換機(jī)。 該交換機(jī)的所有以太網(wǎng)端口都支持黑名單和白名單地址，可進(jìn)一步提高其安全性。

主要特性

• 集成 ARM Cortex-M7 CPU，250 MHz
• AEC-Q100 等級(jí) 2 認(rèn)證
• 高級(jí)車載安全功能，包括深度包檢測(cè) (DPI) 和安全啟動(dòng)功能
• 超低功耗的車載 100BASE-T1 PHY
• 超快的配置時(shí)間和 CPU 啟動(dòng)時(shí)間

應(yīng)用

• 網(wǎng)關(guān)
• 車載信息娛樂
• 高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng) (ADAS)

框圖

接口

• 4個(gè)IEEE 100BASE-T1 (IEEE 802.3bw?)端口

• 其余四個(gè)端口可配置如下：

• • 1 個(gè) IEEE 100BASE-T1 端口
  • 1 個(gè) IEEE 100BASE-TX
  • 2 個(gè) MII/RMII/RGMII 端口
  • 1 個(gè) GMII 端口
  • 1 個(gè) SGMII 端口

• 2個(gè)控制管理SMI接口

• • 主接口連到外部PHY或者其他交換芯片
  • 從接口用于管理交換芯片

• 可配置GPIO

• 工作時(shí)鐘頻率可配置 (19.2 MHz-83.3 MHz) 的 QSPI 接口

• • 支持單線讀寫，雙線讀和四線讀。
  • EEPROM 從接口，用于存儲(chǔ)交換機(jī)配置。支持EERPOM設(shè)備大小32Kb~512Kb.

• TWSI主接口

• JTAG接口，支持在線調(diào)試與QSPI-Flash刷寫。

接口組合

端口1 - 4端口 5端口6端口7端口8描述

100BASE-T1	100BASE-T1	100BASE-TX	SGMII	xMII/GMII
100BASE-T1	xMII	100BASE-TX	SGMII	xMII	端口 5、6 和 7 是共享的。 如果這些端口中的任何一個(gè)配置為 MII、RMII 或 RGMII，則其他兩個(gè)端口只能分別為 PHY 或 SERDES（即端口 5 配置為 100BASE-T1 接口，端口 6 配置為 100BASE-TX 接口，端口 7 作為 SGMII）。
100BASE-T1	100BASE-T1	xMII	SGMII	xMII	端口 5、6 和 7 是共享的。 如果這些端口中的任何一個(gè)配置為 MII、RMII 或 RGMII，則其他兩個(gè)端口只能分別為 PHY 或 SERDES（即端口 5 配置為 100BASE-T1 接口，端口 6 配置為 100BASE-TX 接口，端口 7 作為 SGMII）。
100BASE-T1	100BASE-T1	100BASE-TX	xMII	xMII	端口 5、6 和 7 是共享的。 如果這些端口中的任何一個(gè)配置為 MII、RMII 或 RGMII，則其他兩個(gè)端口只能分別為 PHY 或 SERDES（即端口 5 配置為 100BASE-T1 接口，端口 6 配置為 100BASE-TX 接口，端口 7 作為 SGMII）。
100BASE-T1	100BASE-T1	100BASE-TX	SGMII	GMII	如果端口 8 配置為 GMII，則端口 5、6 和 7 只能分別為 PHY 或 SERDES。

端口 7 是一個(gè) SERDES 接口。 它可用于以下選項(xiàng)：

• 連接到 Marvell? 三倍速 10/100/1000 Mbps 銅線 PHY
• 連接到 1000BASE-X 光纖模塊
• SGMII
• 與其他 Marvell 開關(guān)設(shè)備的跨芯片連接

有關(guān) SERDES 功能和寄存器的詳細(xì)說明，請(qǐng)參閱 88Q5050功能規(guī)范和 88Q5050寄存器規(guī)范。

設(shè)備配置

有 3 個(gè)選項(xiàng)可用于配置 88Q5050/88Q5054 器件：

• 配置引腳（bootstrapping）
• 配置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在可選 EEPROM 中
• 由固件完成的配置（需要附加的 SPI 存儲(chǔ)設(shè)備）

流程圖

僅當(dāng)連接了 EEPROM

僅當(dāng)內(nèi)部 CPU 啟用時(shí)（在這種情況下，需要連接 SPI 內(nèi)存設(shè)備）

啟動(dòng)過程完成后，88Q5050 器件可以通過 RMU、JTAG、SMI 和內(nèi)部 CPU 的固件（如果 CPU 啟用）進(jìn)一步配置。

應(yīng)用場(chǎng)景

根據(jù)其配置，88Q5050/88Q5054 器件可用于各種應(yīng)用 案例：

• 由內(nèi)部 CPU 管理的交換機(jī)
• 由外部 CPU 管理的交換機(jī)
• 非管理型交換機(jī)

內(nèi)部 CPU 管理的交換機(jī)

在此應(yīng)用案例中，內(nèi)部 CPU 啟用并管理交換機(jī)。 它需要連接一個(gè)外部 SPI 存儲(chǔ)設(shè)備。

外部 CPU 管理的交換機(jī)

在這個(gè)應(yīng)用案例中，內(nèi)部 CPU 被禁用，外部 CPU 管理開關(guān)。 外部 CPU 可以通過 SMI 或以太網(wǎng)連接。外部 CPU 通過 SMI 連接。

通過以太網(wǎng)連接的外部 CPU

如果外部 CPU 通過以太網(wǎng)連接，則以下任一端口可用于遠(yuǎn)程管理單元 (RMU) 管理幀：端口 1 (IEEE 100BASE-T1 PHY)、端口 7 (SGMII/xMII) 或端口 8 (GMII) /xMII)。 RMU 端口配置由配置引腳完成。

非管理型交換機(jī)

在本應(yīng)用案例中，內(nèi)部 CPU 和 RMU 被禁用，即交換機(jī)不受管理。 可選地，可以連接外部 EEPROM。 無外部 EEPROM 的非托管開關(guān) 如果沒有外部 EEPROM，則只能通過bootstrapping來配置開關(guān)。

外掛EEPROM的非管理型開關(guān)

連接外部 EEPROM 后，可以使用寄存器加載器加載配置數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)路徑與控制路徑

88Q5050器件由兩個(gè)主要模塊組成：交換內(nèi)核和 CPU 子系統(tǒng)。 88Q5050器件的路徑控制取決于應(yīng)用案例：

• 由內(nèi)部 CPU 管理的開關(guān) – 通過引導(dǎo) ROM、SPI 固件和內(nèi)部 CPU 完成配置。
• 由外部 CPU 管理的交換機(jī) – 配置由通過 SMI（直接寄存器訪問）或以太網(wǎng)（通過遠(yuǎn)程管理單元 (RMU) 訪問寄存器）連接的外部 CPU 完成。
• 非管理型交換機(jī) – 僅配置（無控制）通過 EEPROM（如果已連接）完成。 （也可以在其他應(yīng)用案例中連接 EEPROM。）

88Q5050器件的 JTAG 接口提供了額外的編程和調(diào)試選項(xiàng)； 它可以直接訪問 QSPI、內(nèi)部 CPU 和交換機(jī)內(nèi)核。

配置管腳(啟動(dòng)模式 - Bootstrapping)

引導(dǎo)選項(xiàng)

配置管腳用于在硬件復(fù)位期間配置 88Q5050/88Q5054 器件。 當(dāng) RESETn 被置位時(shí)，這些配置引腳成為輸入引腳，并且它們的配置信息在 RESETn 的上升沿被鎖存。

為每個(gè)端口指定一個(gè)設(shè)置的引腳 為每個(gè)端口指定一個(gè)設(shè)置的引腳示例是 Px_ACTIVEn 引腳。 P1_ACTIVEn 指定端口 1 的設(shè)置，P2_ACTIVEn 指定端口 2 的設(shè)置，依此類推。

ADDRn[0/1/2/4] 設(shè)置設(shè)備從地址

這些引腳指定 MDC/MDIO_CPU 接口的從地址。

• 0b00000 [0b1-111]：從地址 = 0x0（默認(rèn)）
• 0b00001 [0b1-110]：從地址 = 0x1
• …
• 0b10111 [0b0-000]：從地址 = 0x17

注：這些引腳在內(nèi)部被拉高。

注：ADDR[3] 綁定到 0，即不支持從地址 0x8…0xF 和 0x18…0x1F。

CPU_EN 設(shè)置內(nèi)部CPU是否使能

該引腳指定內(nèi)部 CPU 是啟用還是禁用。

• 0b0：CPU 禁用
• 0b1：啟用 CPU（默認(rèn)）

注：該引腳在內(nèi)部被拉高。

Px_ACTIVEn 設(shè)置交換機(jī)P1~P8是否能夠使端口

這些引腳指定復(fù)位后相應(yīng)端口的狀態(tài)。

• 0b0 [0b1]：端口禁用或阻塞，取決于 RMU_SELn[1:0] 引腳的設(shè)置（默認(rèn)）
• 0b1 [0b0]：端口啟用/轉(zhuǎn)發(fā) 注：這些引腳在內(nèi)部被拉高。

Px_MASTER設(shè)置P1-P5端口PHY模式

這些引腳為相應(yīng)的 100BASE-T1 端口指定 PHY 模式。

• 0b0：從機(jī)
• 0b1：主（默認(rèn)）

注：這些引腳在內(nèi)部被拉高。

Px_DIS設(shè)置P1-P5端口低功耗喚醒WAKE設(shè)置

這些引腳指定是否啟用適當(dāng)?shù)?100BASE-T1 PHY 以將設(shè)備從低功耗狀態(tài)喚醒。

• 0b0：PHY 能夠喚醒設(shè)備
• 0b1：PHY 無法喚醒設(shè)備（默認(rèn)）

注：這些引腳在內(nèi)部被拉高。

P567_MODE[x]設(shè)置P567端口工作模式

這些引腳指定 P567 模式 1。

• 0b000：MII PHY 模式（僅限全雙工）P567_INCLK/OUTCLK 將是輸入（但可以是輸出）。
• 0b001：將輸出MII PHY 模式P567_INCLK/OUTCLK。
• 0b010：MII MAC 模式 P567_INCLK/OUTCLK 將作為輸入。
• 0b011：保留 ? 0b100：RMII PHY 模式 P567_OUTCLK 將被輸出。
• 0b101：將輸入RMII MAC 模式P567_OUTCLK。
• 0b110：xMII 禁用，即三態(tài)
• 0b111：RGMII 模式（默認(rèn)）

注：這些引腳在內(nèi)部被拉高。

P567_SELn[0/1]設(shè)置P567 xMII連接端口模式

這些引腳選擇 P567 中的哪一個(gè)連接到 xMII1。

• 0b00 [0b01]：端口 5 連接到 100BASE-T1 PHY，端口 6 連接到 100BASE-TX PHY，端口 7 連接到 SERDES (SGMII)（默認(rèn)）
• 0b01 [0b00]：端口 5 連接到 xMII（而不是連接到端口 5 的 100BASE-T1 PHY，該端口已斷電）
• 0b10 [0b11]：端口 6 連接到 xMII（而不是連接到端口 6 的 100BASE-TX PHY，該端口已斷電）
• 0b11 [0b10]：端口 7 連接到 xMII（而不是連接到端口 7 的 SERDES，該端口已斷電）

注：P567_SELn[0] 在內(nèi)部被拉高，而 P567_SEL[1] 在內(nèi)部被拉低。

P567_VDDO_SEL[0/1]設(shè)置P567端口工作電壓

這些引腳必須配置為連接到 P567 接口（包括 SMI 主機(jī)）的電源電壓。

• 0b00：3.3V
• 0b01：2.5V
• 0b10：1.8V
• 0b11：3.3V（默認(rèn)）

注：這些引腳在內(nèi)部被拉高。 注：在 P8 GMII 模式下，P567_VDDO_SEL 和 P8_VDDO_SEL 配置的電壓必須相同。

P8_MODE[0/1/2]設(shè)置P8端口工作模式

這些引腳指定 P8 模式。

• 0b000 [0b100]：MII PHY 模式（僅限全雙工）P8_INCLK/OUTCLK 將作為輸入（但可以作為輸出）。
• 0b001 [0b101]：將輸出 MII PHY 模式 P8_INCLK/OUTCLK。
• 0b010 [0b110]：將輸入 MII MAC 模式 P8_INCLK/OUTCLK。
• 0b011 [0b111]：GMII 模式 ? 0b100 [0b000]：RMII PHY 模式 P8_OUTCLK 將被輸出。
• 0b101 [0b001]：將輸入 RMII MAC 模式 P8_OUTCLK。
• 0b110 [0b010]：xMII 禁用，即三態(tài)
• 0b111 [0b011]：RGMII 模式（默認(rèn)）

注：P8_MODE[0] 和 P8_MODE[1] 在內(nèi)部被拉高，而 P8_MODEn[2] 在內(nèi)部被拉低。

P8_VDDO_SEL[0/1]設(shè)置P8端口工作電壓

這些引腳必須配置為連接到 P8 接口（包括 SMI 從機(jī)）的電源電壓。

• 0b00：3.3V
• 0b01：2.5V
• 0b10：1.8V
• 0b11：3.3V（默認(rèn)）

注：這些引腳在內(nèi)部被拉高。

注：在 P8 GMII 模式下，P8_VDDO_SEL 和 P567_VDDO_SEL 選擇的電壓必須相同。

RMU_SELn[0/1] 遠(yuǎn)程管理單元設(shè)置端口

這些引腳選擇 RMU 端口。 如果為端口啟用 RMU，則此端口允許 RMU 管理幀 (EtherType DSA)。 端口是否會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)其他幀也取決于其 Px_ACTIVEn 設(shè)置。

• 0b00 [0b11]：RMU 禁用（默認(rèn)）
• 0b01 [0b10]：在端口 1 上啟用 RMU
• 0b10 [0b01]：在端口 7 上啟用 RMU
• 0b11 [0b00]：在端口 8 上啟用 RMU

注：這些引腳在內(nèi)部被拉高。

數(shù)字接口選項(xiàng)

xMII/GMII 數(shù)字接口支持以下部分中定義的許多不同模式。 使用的模式由配置引腳在復(fù)位時(shí)配置一次。 如果任何端口未連接到外部設(shè)備，則應(yīng)禁用該端口。

MII MAC模式

MII PHY模式

RMII MAC模式

RMII PHY模式

RGMII 模式

GMII MAC模式

GMII PHY模式

參考文獻(xiàn)

[88Q5050 產(chǎn)品簡(jiǎn)介]
Marvell 88Q5050數(shù)據(jù)手冊(cè)

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Marvell车载以太网交换机芯片88Q5050的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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