前言

　　網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)控制、機(jī)器對(duì)機(jī)器（M2M）和新興物聯(lián)網(wǎng)（IoT）市場(chǎng)都共同存在著一項(xiàng)類(lèi)似的基本要求：能夠安全且可靠地連接豐富多樣的端點(diǎn)，并且支持網(wǎng)絡(luò)范圍的集中式控制功能。廣泛應(yīng)用的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（IP）標(biāo)準(zhǔn)可以支持工業(yè)自動(dòng)化、M2M和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）市場(chǎng)，從而充分發(fā)揮通用網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建模塊的優(yōu)勢(shì)。

　　制造商在尋求更高的數(shù)據(jù)可見(jiàn)性，希望提高生產(chǎn)能力并且遠(yuǎn)程管理他們的工業(yè)操作，以太網(wǎng)應(yīng)用可以支持工廠(chǎng)車(chē)間機(jī)器之間的連接性，這一需求一直在穩(wěn)步增長(zhǎng)。增強(qiáng)工廠(chǎng)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的可見(jiàn)性和管理能力，有助于精簡(jiǎn)各種相關(guān)的功能，這取決于能夠確保工廠(chǎng)網(wǎng)絡(luò)范圍所載數(shù)據(jù)的安全性。

　　作為二十多年一直服務(wù)于控制層和數(shù)據(jù)層應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)處理器頂級(jí)供應(yīng)商之一，飛思卡爾繼續(xù)在引領(lǐng)這一行業(yè)趨勢(shì)的發(fā)展。無(wú)論設(shè)計(jì)涉及網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)、工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)（網(wǎng)關(guān)或PLC）或工廠(chǎng)車(chē)間設(shè)備，必須滿(mǎn)足一些基本要求：交付出色的可靠性、數(shù)據(jù)安全性、高效數(shù)據(jù)包處理和性能增強(qiáng)的連接支持能力。

　　飛思卡爾憑借其基于Power Architecture?技術(shù)的通信處理器支持上述需求，首先確立了自身作為網(wǎng)絡(luò)解決方案領(lǐng)先者的地位。秉承過(guò)去二十年獲得的專(zhuān)業(yè)技術(shù)和創(chuàng)新記錄，飛思卡爾推出了第一款基于ARM? ISA的QorIQ網(wǎng)絡(luò)處理器系列產(chǎn)品。創(chuàng)新的QorIQ LS1021A處理器配置了兩個(gè)高效ARM Cortex?-A7內(nèi)核，帶有ECC保護(hù)的L1和L2高速緩存，確保達(dá)到最大化可靠性，并支持高達(dá)1 GHz的運(yùn)行速度。這款A(yù)RM雙核提供了在功耗3W以下微處理器前所未有的集成水平。高性能網(wǎng)絡(luò)接口包括千兆以太網(wǎng)、PCI Express? 2.0、SATA 3.0和USB 3.0。LS1021A處理器還可以支持舊有串行接口，其中包括TDM、HDLC、UART、I2C、SPI、CAN和PWM/Quadric解碼。除了豐富多樣的通信接口之外，該處理器還可以支持SDHC、I2S和集成LCD控制器。

　　通信加速器

　　在過(guò)程自動(dòng)化和制造業(yè)控制應(yīng)用中，網(wǎng)絡(luò)必須永遠(yuǎn)可用、高度可靠且具有安全性。與此同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)處理器需要提供智能功能，讓眾多公司充分利用現(xiàn)今網(wǎng)絡(luò)提供的信息流優(yōu)勢(shì)。

　　為了交付最大可靠性和強(qiáng)大的安全性，飛思卡爾網(wǎng)絡(luò)處理器集成了業(yè)界領(lǐng)先的網(wǎng)絡(luò)加速和保護(hù)技術(shù)。這些技術(shù)便是可編程的微型QUICC引擎，可以支持Field Bus和RS485協(xié)議，例如PROFIBUS（包括主機(jī)和從機(jī)），以及舊有HDLC和TDM通信協(xié)議。

　　支持以太網(wǎng)連接性，每一個(gè)虛擬化、增強(qiáng)三倍速度的以太網(wǎng)控制器（VeTSEC）可以支持進(jìn)出口的IEEE? 1588時(shí)間戳，結(jié)合硬件內(nèi)部的計(jì)時(shí)器和脈沖實(shí)施。硬件還支持軟件受管隊(duì)列，

　　白皮書(shū) 2 freescale.com

　　面向工業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的高性能、高度安全的網(wǎng)絡(luò)

　　與ISO第4層的入口解析和硬件出口優(yōu)先次序相結(jié)合，可以實(shí)施簡(jiǎn)單有效的排隊(duì)任務(wù)。

　　這些公認(rèn)的以太網(wǎng)控制器都通用于工業(yè)應(yīng)用的其它飛思卡爾處理器中，擁有豐富多樣的成熟軟件驅(qū)動(dòng)程序支持，其中包括面向工業(yè)以太網(wǎng)（EtherCAT? Master）、PROFINET?

　　（RT）、EtherNet/IP?和PRP的軟件棧。

　　QorIQ LS1021A處理器結(jié)構(gòu)圖

　　以太網(wǎng)族系功能

　　QorIQ LS1021A處理器的設(shè)計(jì)旨在徹底滿(mǎn)足苛刻和惡劣條件下網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的需求。這個(gè)目標(biāo)可以通過(guò)向所有存儲(chǔ)器融合錯(cuò)誤檢測(cè)和糾錯(cuò)（ECC）技術(shù)而實(shí)現(xiàn)，其中包括第1層和第2層高速緩存以及SRAM、外部DDR存儲(chǔ)器和看門(mén)狗定時(shí)器，從而獲得最大可靠性。通過(guò)ECC保護(hù)的存儲(chǔ)器可以完善可靠性，高性能安全引擎支持全系列的數(shù)據(jù)保護(hù)機(jī)制，包括安全啟動(dòng)、可靠架構(gòu)、ARM TrustZone?和生產(chǎn)保護(hù)，結(jié)合起來(lái)可以提供最大化的可靠節(jié)點(diǎn)能力。

　　這些功能都是物聯(lián)網(wǎng)（IoT）應(yīng)用的必要條件，在其中許多邊緣網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和傳感器將會(huì)捕捉和傳輸各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的特定用戶(hù)數(shù)據(jù)。因?yàn)檫@種數(shù)據(jù)可以直接關(guān)聯(lián)或鏈接到單獨(dú)的用戶(hù)，數(shù)據(jù)必須經(jīng)過(guò)加密處理。這日益受到法規(guī)的監(jiān)管與監(jiān)控，擴(kuò)展到所用加密標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議的技術(shù)規(guī)范。不可避免的是，這會(huì)要求M2M或物聯(lián)網(wǎng)（IoT）應(yīng)用中所使用的通信處理器必須具備執(zhí)行加密操作的功能，例如哈希算法、簽名和加密數(shù)據(jù)，以及旨在滿(mǎn)足法規(guī)要求的安全密鑰存儲(chǔ)單元。