【应用】匠芯创工业级D21X系列高性能MPU用于同步工业以太网，支持IEEE 1588协议，拥有自主专利的安全引擎
随着工业自动化的发展，对于工业以太网的同步性能要求越来越高。IEEE 1588协议作为一种精确时间同步协议，被广泛应用于工业以太网中。本文将详细介绍匠芯创工业级D21X系列高性能MPU内嵌的IEEE 1588协议的原理和应用，以及其在同步工业以太网中的重要性。
工业自动化领域对于时间同步的要求越来越高，尤其是在分布式控制系统中，各个设备之间需要精确的时间同步。传统的网络协议无法满足这一需求，因此需要一种专门的协议来实现精确的时间同步。IEEE 1588协议应运而生，成为工业以太网中最常用的时间同步协议之一。
IEEE 1588协议的原理
IEEE 1588协议基于主从架构，其中一个设备作为主时钟，其他设备作为从时钟。主时钟通过发送时间戳报文来同步从时钟，从时钟根据接收到的时间戳报文来调整自己的时钟。主时钟和从时钟之间通过网络进行通信，通过测量报文的传输延迟来实现时间同步。
IEEE 1588协议的应用
1.工业自动化
在工业自动化领域，各个设备之间需要精确的时间同步，以确保系统的协调运行。例如，在分布式控制系统中，各个控制器需要按照统一的时间进行操作，以避免冲突和误操作。IEEE 1588协议可以提供微秒级的时间同步，满足工业自动化的需求。
2.电力系统
在电力系统中，各个发电机和负载之间需要精确的时间同步，以确保电力系统的稳定运行。IEEE 1588协议可以提供高精度的时间同步，使得电力系统中的各个设备能够按照统一的时间进行操作，提高系统的可靠性和稳定性。
3.交通系统
在交通系统中，各个信号灯和交通控制设备之间需要精确的时间同步，以确保交通系统的安全和高效运行。IEEE 1588协议可以提供微秒级的时间同步，使得交通系统中的各个设备能够按照统一的时间进行操作，提高交通系统的效率和安全性。
4.通信系统
在通信系统中，各个基站和终端设备之间需要精确的时间同步，以确保通信系统的正常运行。IEEE 1588协议可以提供高精度的时间同步，使得通信系统中的各个设备能够按照统一的时间进行操作，提高通信系统的可靠性和性能。
IEEE 1588协议的重要性
1.提供高精度的时间同步
IEEE 1588协议可以提供微秒级甚至纳秒级的时间同步，满足工业自动化等领域对于时间同步的高要求。高精度的时间同步可以确保系统的协调运行，提高系统的可靠性和性能。
2.灵活的网络拓扑支持
IEEE 1588协议支持多种网络拓扑结构，包括星型、环形、树状等，适应不同应用场景的需求。这使得IEEE 1588协议在各种工业以太网环境中都能够灵活应用。
3.开放的标准化协议
IEEE 1588协议是一种开放的标准化协议，得到了广泛的支持和应用。各个厂商可以基于IEEE 1588协议开发自己的设备和系统，实现互操作性和兼容性。
应用场景
广泛应用于工业交换机、工业网关、电力融合终端。
匠芯创工业级MPU D213ECV规格及特点
国产工业级MPU
1.RISC-V 64bit 600MHz@1.2V
2.SiP DDR2 512Mb or DDR3 1Gb
3.QFN88/100/128
满足工控场景需求
1.实时异步接口PBUS，与外部FPGA、SRAM等实现扩展
2.8xUART, 传输速度可达3Mbps，支持软件/硬件流控，RS-485支持硬件使能
3.2xCAN, 支持CAN2.0A和CAN2.0B协议
4.集成4 Line RTP，节省BOM成本
5.两层板接触放电8KV，EMI CLASS B级标准
6.最大支持-40~125℃结温
丰富的互联接口
1.支持100M RMII/1000M RGMII 2路以太网，支持IEEE1588精确时间协议
2.2xUSB 2.0, 支持Host/Device
3.2xSDIO，xSPI，4xI2C，1xCIR
4.1x12bits SAR ADC，最多支持8个模拟信号输入
自主专利的安全引擎
1.支持SPI总线在线加解密，防止固件盗用
2.支持AES、TDES、HMAC、SHA、MD5、RSA、TRNG等密码算法硬件加速
3.自定义芯片Secure ID，省去外部加密芯片
4.支持安全启动、安全固件签名和解密、固件烧录防回滚
高性能显示和图形硬件加速
1.支持RGB565/666/888, dual-link LVDS, QSPI, MCU, 4 lane-MIPI，最高性能1920*1080@60fps
2.高性能G2D硬件加速，完美对接QT、LVGL等图形框架
3.支持4K分辨率长条屏
完善的多媒体编解码
1.H.264 1080P@30fps Decode
2.MJPEG/PNG Decode，JPEG Encode
3.支持1xAMIC模拟音频输入，支持2xDMIC立体声音频输入，最大支持两路I2S接口
4.支持YUV422和BT.656两种视频输入
匠芯创工业级MPU D213ECV精确时钟同步模块结构图：
IEEE 1588协议作为一种精确时间同步协议，在同步工业以太网中发挥着重要的作用。它可以提供高精度的时间同步，满足工业自动化、电力系统、交通系统、通信系统等领域对于时间同步的需求。同时，IEEE 1588协议具有灵活的网络拓扑支持和开放的标准化协议特点，使得它在工业以太网中得到了广泛的应用和推广。
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匠芯创MCU选型表
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产品型号
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品类
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CPU
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RAM
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FLASH
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图形加速
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显示接口
|
触摸
|
摄像头
|
图像编解码
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音频
|
以太网
|
USB控制器
|
安全
|
结温℃
|
包装
|
应用领域
|
|
D211BBV
|
MCU
|
RISC-V 64bit @504MHz 1.1V @600MHz 1.2V
|
Built-In DDR2 16bit 533Mhz 512Mb
|
external SPI NAND/Nor Flash, eMMC 4.5
|
2D
|
MIPI/RGB888/LVDS
1080P@60fps
|
Built-In
4线RTP，两点触摸
|
DVP&BT.656
5M 1080p@30fps
|
Encode JPEG 8192x8192
Decode H.264 1080p@30fps
Decode MJPEG 8192x8192
Decode PNG 4096x4096
|
1xAMIC, 2xDMIC&SPK, 1xI²S, 2xPCM
|
1xEMAC
|
1xUSB 2.0
|
SPI总线加密，安全启动，固件加密，固件防回退，AES、TDES、HMAC、SHA、MD5、RSA、TRNG硬件加速
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﹣20℃~105℃
|
盘168
包1680
|
HMI、医疗分析仪、车载显示器等
|
选型表 - 匠芯创 立即选型
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电子商城
服务
支持 3Hz ~ 26.5GHz射频信号中心频率测试；9kHz ~ 3GHz频率范围内Wi-SUN、lora、zigbee、ble和Sub-G 灵敏度测量与测试，天线阻抗测量与匹配电路调试服务。支持到场/视频直播测试，资深专家全程指导。
实验室地址： 深圳/苏州 提交需求>
可根据用户的MOSFET管进行参数检测出具报告，静态参数最大电压:7500V、检测最大电流6000A；动态参数最大电压:3300V、检测最大电流:4500A。该测试标准满足GB、IEC及行业标准等，具备可靠性评估及老化实验能力。
实验室地址： 西安 提交需求>
授权代理品牌：集成电路
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