DWC_ether_qos_databook.pdf_dwc_ether

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根据给定的文件信息，我们可以提取出以下知识点： 1. 文件标题：“DWC_ether_qos_databook.pdf”表明这是一个关于以太网服务质量（Quality of Service，简称QoS）的数据手册，数据手册的主体是与“DesignWareCores”相关的“DWC-ETHERNET-QOS”产品。 2. 文件描述：“EMAC的datasheet文档，作为IP，给出的描述很详细，因为是英文的，所以要仔细看”指的是该数据手册是作为以太网媒体访问控制器（Ethernet Media Access Controller，简称EMAC）的IP核心资料，需要仔细阅读才能理解其详细的技术描述。 3. 文件标签：“Syns emacd”表明这个数据手册与Synopsys公司的产品相关。Synopsys是一家专门提供半导体设计软件、知识产权（IP）和服务的公司。 4. 文档部分内容：“DesignWareCores Ethernet Quality-of-Service Databook”等信息表明文档介绍了DesignWareCores以太网QoS产品的数据手册，这部分内容可能还涉及产品代码（如DWC-ETHERNET-QOS-SRC-ProductCode:6842-0）、各种扩展模块（如DWC-Ether-QOS-TSN1 Add-On ProductCode:C432-0）以及版本信息（如Version5.10a）。 5. 版权信息：“Ethernet Quality-of-Service Databook Copyright Notice and Proprietary Information©2017 Synopsys, Inc. All rights reserved”声明了文档及其相关内容是Synopsys公司的版权所有物，并且只能按照与Synopsys公司签订的书面许可协议使用，其他任何形式的使用、复制、修改或分发都是严格禁止的。 6. 出口管制声明：“Destination Control Statement”指出该文档包含的所有技术数据都受美国出口法律的管辖。向违反美国法律的其他国家披露数据是被禁止的，并且要求读者自己确定适用的法规并遵守。 7. 免责声明：“Disclaimer”说明Synopsys公司及其许可方不对本材料提供任何形式的明示或暗示的保证，包括但不限于对商品性或特定用途的适用性的隐含保证。 8. 商标信息：“Trademarks”部分指出了Synopsys公司及其产品的商标信息。文档内提到了Synopsys公司及其一些产品的商标，同时也声明了所有其他产品或公司名称可能是其各自所有者的商标。 9. 第三方链接：“Third-Party Links”部分提到了文档中可能包含的指向第三方网站的链接，这些链接仅作为方便参考之用。Synopsys公司不对这些第三方网站及其实践（包括隐私政策、可用性和内容）负责。 10. 公司联系信息：“Synopsys, Inc. 690E. Middlefield Road Mountain View, ***”提供了Synopsys公司的地址和网站地址，方便读者获取更多信息或寻求技术支持。通过以上知识点，我们可以得知文档是关于Synopsys公司的DesignWareCores以太网QoS产品的详细数据手册，它不仅包含了技术规格和功能描述，还包含了使用该IP产品的法律和商业条款，以及对文档使用和读者的免责声明。该手册的版本为5.10a，发布日期为2017年12月。

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Version 5.10a

December 2017

DesignWare Cores Ethernet Quality-of-Service

Databook

DWC-ETHERNET-QOS-SRC - Product Code: 6842-0

DWC-Ether-QOS-TSN1 Add-On - Product Code: C432-0

DWC-ETHERNET-QOS-TSN2 Add-On - Product Code: C433-0

DWC-Ethernet-QOS-ASP - Product Code: C118-0

Synopsys, Inc.

SolvNet

DesignWare.com

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December 2017

Ethernet Quality-of-Service Databook

Contents

Revision History . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9

Preface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15

Chapter 1

Product Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23

1.1 General Product Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24

1.2 DWC_ether_qos Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26

1.3 DWC_ether_qos Configurations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37

1.4 DWC_ether_qos Deliverables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39

1.5 Related Synopsys Products . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40

Chapter 2

Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41

2.1 CSR Slave Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42

2.2 Application Master Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49

2.3 DMA Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .64

2.4 MAC Transaction Layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .83

2.5 MAC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .118

2.6 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .145

Chapter 3

VLAN and Double VLAN Insertion, Deletion, Replacement and Tagging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .151

3.1 Double VLAN Processing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .152

3.2 Source Address and VLAN Insertion, Replacement, or Deletion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .154

3.3 Queue/Channel Based VLAN Tag Insertion on Tx . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .157

Chapter 4

Managing Buffers and Memories . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .159

4.1 Introduction to Transmit and Receive FIFOs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .160

4.2 Description of Transmit and Receive FIFOs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .160

4.3 Transmit and Receive FIFO-Related Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .160

4.4 Configuring Transmit and Receive FIFO Details . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .160

4.5 TCP/IP Header Buffer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .161

4.6 Accessing Memory In Slave/Debug Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .161

Chapter 5

Using PHY Interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .167

5.1 Station Management Agent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .168

Synopsys, Inc.

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5.2 Physical Coding Sub-Layer (PCS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .173

5.3 Reduced Gigabit Media Independent Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .177

5.4 Reduced Media Independent Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .183

5.5 Serial Media Independent Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .187

5.6 Reverse Media Independent Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .192

5.7 Serial Gigabit Media Independent Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .204

5.8 Reduced Ten-Bit Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .209

5.9 Multiple PHY Interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .211

Chapter 6

Packet Filtering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .213

6.1 Packet Filtering Sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .214

6.2 Source Address or Destination Address Filtering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .216

6.3 VLAN Filtering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .220

6.4 VLAN Filter Fail Packets Queue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .222

6.5 Extended Receive VLAN Filtering and Routing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .223

6.6 Layer 3 and Layer 4 Filtering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .228

6.7 Flexible Receive Parser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .231

Chapter 7

IEEE 1588 Timestamp Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .243

7.1 IEEE 1588 Timestamp Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .244

7.2 IEEE 1588 System Time Source . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .257

7.3 Programming Guidelines for IEEE 1588 Timestamping (For Internal Timestamp Source Configuration)

261

7.4 IEEE 1588 Higher Word Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .261

7.5 IEEE 1588 Auxillary Snapshot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .262

7.6 Flexible Pulse-Per-Second Output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .263

7.7 Media Clock Generation and Recovery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .265

7.8 PTP Timestamp Offload Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .270

7.9 One-Step Timestamp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .275

7.10 One-Step Time Stamping for PTP Over UDP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .278

7.11 IEEE 1588 Sub Nanoseconds Timestamp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .279

Chapter 8

Multiple Channels and Queues Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .281

8.1 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .282

8.2 Multiple Queues and Channels Support in the Transmit Path (for EQOS-AHB, EQOS-AXI, and

EQOS-DMA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .283

8.3 Multiple Queues and Channels Support in the Receive Path . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .286

8.4 Multiple Queues and Channels Support in EQOS-MTL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .288

8.5 Rx Queue to DMA Mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .289

8.6 Selection of Tag Priorities Assigned to Tx and Rx Queues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .292

8.7 Rx Side Routing from MAC to Queues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .293

8.8 Rx Side Arbitration Between DMA and MTL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .294

8.9 Tx Side Arbitration between DMA and MTL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .295

8.10 Data Centre Bridging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .295

8.11 Audio Video Bridging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .299

8.12 Queue Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .306

Synopsys, Inc.

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8.13 Queue Priorities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .307

8.14 Enhancements to Scheduled Traffic (EST) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .307

8.15 Frame Preemption (FPE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .319

8.16 Time-Based Scheduling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .331

Chapter 9

TCP/IP Offloading Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .339

9.1 Transmit Checksum Offload Engine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .340

9.2 Receive Checksum Offload Engine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .344

9.3 Header-Payload Split . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .347

9.4 TCP/IP Segmentation Offload (TSO) Engine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .350

9.5 UDP/IPv4 Fragment Offload (UFO) Engine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .358

9.6 Using the IPv4 ARP Offload Engine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .363

Chapter 10

Power Management and Energy Efficient Ethernet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .365

10.1 Overview of Low-Power Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .366

10.2 Description of Magic Packet Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .367

10.3 Description of Remote Wakeup Packet Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .368

10.4 Design Partitioning for Low-Power Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .369

10.5 Remote Wake-Up Packet Filters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .371

10.6 PMT Interrupt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .374

10.7 Enabling PMT through Remote Wake-Up Packet Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .374

10.8 Enabling PMT through Magic Packet Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .375

10.9 Power-Down and Power-Up Sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .375

10.10 Description of Energy Efficient Ethernet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .378

Chapter 11

MAC Management Counters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .385

11.1 MAC Management Counters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .386

11.2 Address Assignments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .387

11.3 Enabling MAC Management Counters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .388

Chapter 12

Flow Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .389

12.1 Transmit Flow Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .390

12.2 Receive Flow Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .393

Chapter 13

Loopback Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .395

13.1 Loopback Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .396

Chapter 14

Automotive Safety Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .397

14.1 Error Correction Code (ECC) Protection for Memories . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .398

14.2 On-Chip Data Path Parity Protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .405

14.3 FSM Parity and Timeout Protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .412

14.4 Application/CSR Interface Timeout Protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .415