基于STM32MP2的以太网交换机方案，支持TSN，大幅改善传输延迟

只看该作者 · 2024-8-16 09:41

本帖最后由 STM新闻官于 2024-8-16 09:49 编辑

STM32MP25系列芯片是ST于今年推出的64位处理器，主频高达1.5GHz。

STM32MP25包含两个独立的千兆以太网控制器以及可扩展出第三个端口的千兆以太网交换机，更好地满足了工业领域以太网通信的需求。在此基础上，STM32MP25的以太网控制器还支持TSN（Time Sensitive Networking），即时间敏感网络，它所包含的一系列标准使以太网中的数据传输具有确定性，而这一系列标准中IEEE 802.1Qbv流量整形及调度标准和IEEE 802.1Qbu/802.3br帧抢占标准更是提高了数据传输的实时性。

下面的视频展示了TSN以太网交换机的功能和效果。

该展示中包括一个作为服务器的STM32MP25评估板，以及三个作为客户端的STM32MP15开发板。三个客户端都通过以太网与主设备进行连接通信。其中ETH3是由交换机扩展出的第三路以太网口。

在STM32MP25播放视频时，还同时作为服务器在某两个客户端之间进行数据转发。

首先展示由客户端1向客户端2的数据发送，即客户端1向服务器发送数据，服务器将数据转发给客户端2，此时需要CPU进行干预，可以明显看到服务器的CPU占用率变得很高，约为65%, 视频播放受到影响。

切换到客户端2和客户端3之间进行数据通信时，交换机将发挥作用，接管数据过滤转发，无需CPU干预，此时CPU占用率明显降低，仅约为15%, 视频播放保持流畅，并未受到影响。

作为硬件行为，以太网交换机负责数据包的转发、过滤和优先级排序，从而减轻了CPU的负载。

得益于STM32MP2的以太网交换机功能，多个STM32MP2设备相连组成总线型或者环形拓扑型通信，设备与设备之间的通信均经过交换机进行过滤转发，更有TSN技术加持，大大改善了网络传输中的延迟，确保了数据传输的实时性与可靠性，使STM32MP2在工业自动化、能源管理、智能电网等领域具有广泛的应用场景。