網(wǎng)絡、工業(yè)控制和新興物聯(lián)網(wǎng)（IoT）市場的基本要求

　　前言

　　網(wǎng)絡、工業(yè)控制、機器對機器（M2M）和新興物聯(lián)網(wǎng)（IoT）市場都共同存在著一項類似的基本要求：能夠安全且可靠地連接豐富多樣的端點，并且支持網(wǎng)絡范圍的集中式控制功能。廣泛應用的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（IP）標準可以支持工業(yè)自動化、M2M和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）市場，從而充分發(fā)揮通用網(wǎng)絡構建模塊的優(yōu)勢。

　　制造商在尋求更高的數(shù)據(jù)可見性，希望提高生產能力并且遠程管理他們的工業(yè)操作，以太網(wǎng)應用可以支持工廠車間機器之間的連接性，這一需求一直在穩(wěn)步增長。增強工廠聯(lián)網(wǎng)設備的可見性和管理能力，有助于精簡各種相關的功能，這取決于能夠確保工廠網(wǎng)絡范圍所載數(shù)據(jù)的安全性。

　　作為二十多年一直服務于控制層和數(shù)據(jù)層應用的網(wǎng)絡處理器頂級供應商之一，飛思卡爾繼續(xù)在引領這一行業(yè)趨勢的發(fā)展。無論設計涉及網(wǎng)絡基礎架構、工業(yè)控制網(wǎng)絡（網(wǎng)關或PLC）或工廠車間設備，必須滿足一些基本要求：交付出色的可靠性、數(shù)據(jù)安全性、高效數(shù)據(jù)包處理和性能增強的連接支持能力。

　　飛思卡爾憑借其基于Power Architecture?技術的通信處理器支持上述需求，首先確立了自身作為網(wǎng)絡解決方案領先者的地位。秉承過去二十年獲得的專業(yè)技術和創(chuàng)新記錄，飛思卡爾推出了第一款基于ARM? ISA的QorIQ網(wǎng)絡處理器系列產品。創(chuàng)新的QorIQ LS1021A處理器配置了兩個高效ARM Cortex?-A7內核，帶有ECC保護的L1和L2高速緩存，確保達到最大化可靠性，并支持高達1 GHz的運行速度。這款ARM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

　　在過程自動化和制造業(yè)控制應用中，網(wǎng)絡必須永遠可用、高度可靠且具有安全性。與此同時，網(wǎng)絡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)絡提供的信息流優(yōu)勢。

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

　　支持以太網(wǎng)連接性，每一個虛擬化、增強三倍速度的以太網(wǎng)控制器（VeTSEC）可以支持進出口的IEEE? 1588時間戳，結合硬件內部的計時器和脈沖實施。硬件還支持軟件受管隊列，

　　白皮書 2 freescale.com

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

　　與ISO第4層的入口解析和硬件出口優(yōu)先次序相結合，可以實施簡單有效的排隊任務。

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

　?。≧T）、EtherNet/IP?和PRP的軟件棧。

　　QorIQ LS1021A處理器結構圖

　　以太網(wǎng)族系功能

　　QorIQ LS1021A處理器的設計旨在徹底滿足苛刻和惡劣條件下網(wǎng)絡應用的需求。這個目標可以通過向所有存儲器融合錯誤檢測和糾錯（ECC）技術而實現(xiàn)，其中包括第1層和第2層高速緩存以及SRAM、外部DDR存儲器和看門狗定時器，從而獲得最大可靠性。通過ECC保護的存儲器可以完善可靠性，高性能安全引擎支持全系列的數(shù)據(jù)保護機制，包括安全啟動、可靠架構、ARM TrustZone?和生產保護，結合起來可以提供最大化的可靠節(jié)點能力。

　　這些功能都是物聯(lián)網(wǎng)（IoT）應用的必要條件，在其中許多邊緣網(wǎng)絡設備和傳感器將會捕捉和傳輸各個節(jié)點之間的特定用戶數(shù)據(jù)。因為這種數(shù)據(jù)可以直接關聯(lián)或鏈接到單獨的用戶，數(shù)據(jù)必須經過加密處理。這日益受到法規(guī)的監(jiān)管與監(jiān)控，擴展到所用加密標準和協(xié)議的技術規(guī)范。不可避免的是，這會要求M2M或物聯(lián)網(wǎng)（IoT）應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)，以及旨在滿足法規(guī)要求的安全密鑰存儲單元。