Realtek RTL 8332Mスイッチプロセッサ機能の概要

マルチメディアおよびネットワークエレクトロニクスの開発に使用できる台湾の企業Realtekの電子コンポーネントに関する一連の出版物を継続しています。

先日、Realtek 8332MスイッチプロセッサをベースにしたRTL_8332M_DDR3_DEMO_P2L_V1.0マルチポートスイッチのデモボードと、独自開発ツールセットを用意しました。 カットの下で、このボードが何であるかを説明し、Realtek SDKに基づいてファームウェアをアセンブルおよびダウンロードするプロセスを説明し、QoSテストで結果のスイッチのスループットをテストします。

デモボードは、24個のファストイーサネットポートと4個のギガビットイーサネットポートを備えた管理マルチポートスイッチ用のソフトウェアを開発およびデバッグするように設計されています。 使用されるスイッチプロセッサの基盤はMIPS-4KEc 32ビット@ 500MHz CPUであり、スイッチのすべての機能を制御できます。

おそらく読者には疑問があります。「宇宙船が宇宙の広がりを耕すとき」に、なぜファストイーサネットスイッチの開発が必要になるのでしょうか。 私たちの意見では、この安価なソリューションは、高いデータ転送速度が要求されないシステムで需要があるかもしれません。 たとえば、IPテレフォニーと監視カメラの接続。

始めるために、スイッチプロセッサの簡単な説明をしましょう。

• ポート：24ポートファストイーサネット+ 4ポートギガビットイーサネット
• 組み込みの8ポートファストイーサネットPHY
• 外部ファストイーサネットPHYへの2つの独立したXSMIIインターフェイスのサポート
• QSGMIIインターフェイスまたは2組のRSGMII / SGMII / 1000Base-X / 100Base-FXインターフェイス
• シリアル/デュアルI / Oモード32 MB SPIフラッシュをサポート
• 最大128 MB DDR1 / DDR2または256 MB DDR3までの外部メモリへのインターフェース
• 500 MHzの仮想メモリアドレッシング（MMU）をサポートするMIPS-4KEcコア
• 128kB SRAM
• コマンドラインインターフェイス（CLI）を介したデバッグおよび制御用の2つのシリアルポート
• EJTAGデバッグインターフェイスのサポート
• EEPROM、I2C、およびSPIのサポート
• EAV、1588v2をサポート
• ケーブル診断（RTCT）サポート
• IEEE 802.3az Energy Efficient Ethernet（EEE）をサポート

納入範囲RTL_8332M_DDR3_DEMO_P2L_V1.0

料金に含まれるもの：

• 24個の10 / 100Mイーサネットポート
• 4ギガビットイーサネットポート
• 4個のSFPポート
• スイッチプロセッサRTL8332M
• 2つの8ポート10 / 100Base-TX RTL8208Lトランシーバー
• 4ポートギガビットイーサネットトランシーバーRTL8214B
• DDR3 SDRAM（128M）
• LEDパネル
• UARTインターフェース出力
• SPIフラッシュ（16M）

デバイスのブロック図：



以下の写真は、ボードの側面図を示しており、ポートがはっきりと見えています。



入手した開発ツールには、ツールチェーン、Linuxとu-bootソースを備えたSDK、およびいくつかのドキュメントが含まれています。

Realtek SDKからファームウェアをビルドする

ツールチェーンを展開し、すぐにPATHにツールチェーンへのパスを記述して、bashがそれを探す場所を知るようにします。

$ tar -zxf 01_toolchain/linux/v2.6.32.58/msdk-4.3.6-mips-EB-2.6.32-0.9.30.3-m32-120424.tar.bz2 $ export PATH=$PATH:<project dir>/msdk-4.3.6-mips-EB-2.6.32-0.9.30.3-m32-120424/bin/ 

SDK、ならびにu-bootおよびuClinuxのソースを解凍します。

  $ cd 02_SDK/V2.1.2.41872/Package $ tar zxf rtk-ms-sdk-src-2.1.2.41872.tar.gz $ tar zxf rtk-ms-uboot-2011.12-src-svn41872.tar.gz $ tar zxf rtk-ms-uboot-src-1.3.0.41872.tar.gz $ tar zxf rtk-ms-uClinux-src-2.6.19-2.6.32.58-svn41872.tar.gz 

LinuxおよびuClibcバージョンを選択します。
SDKには2つのLinuxカーネルバージョン（2.6.19および2.6.32.58）がありました。 カーネルバージョン2.6.19では、uClibc 0.9.28が使用され、バージョン2.6.32.58では、uClibc 0.9.30が使用されます。 最新バージョンを使用しました。

  $ make menuconfig 

カーネルバージョン2.6.19では、uClibc 0.9.28が使用され、バージョン2.6.32.58では、uClibc 0.9.30が使用されます。

SDK設定で、8332Mスイッチプロセッサのサポートを有効にします。

  $ make sdkconfig 

チップサポートおよびSDKドライバーオプションでは、8380チップを示します。



カーネルのmenuconfigで、ブートパラメータを「debug console = ttyS0,115200 mem = 128M」に変更する必要があります。 128Mメモリのチップを使用します。

  $ make -C kernel/uClinux/linux-2.6.32.x menuconfig 

アセンブリ（アセンブリはルート権限でのみ成功するため、上記のパスもルートPATHにエクスポートする必要があります）：

  # export PATH=$PATH:<project dir>/msdk-4.3.6-mips-EB-2.6.32-0.9.30.3-m32-120424/bin/ # make 

アセンブリ中に、menuconfigで実行される構成にもかかわらず、RTK BSPのセットアップに関するいくつかの質問がコンソールに注がれます。 チップ8380を示します。

 * * Restart config... * * * RTK Universal BSP selection * Realtek RTL8390/50 Board (RTL8390_SERIES) [N/y/?] (NEW) n Realtek RTL8380/30 Board (RTL8380_SERIES) [N/y/?] (NEW) y Realtek RTL8328 Board (RTL8328_SERIES) [N/y/?] (NEW) n 

すべてが正常に機能すると、収集された画像に関する情報が画面に表示され、アセンブリ結果が画像/に配置されます。

 Image Name: 3.0.0.beta Created: Fri Mar 13 15:06:27 2015 Image Type: MIPS Linux Kernel Image (gzip compressed) Data Size: 2787086 Bytes = 2721.76 kB = 2.66 MB Load Address: 80000000 Entry Point: 80003a70 

コンパイルされたカーネルをロードする

1）ホストに、tftpサーバーをインストールする必要があります。 たとえば、Ubuntuでのインストールと設定については、 http ： //askubuntu.com/questions/201505/how-do-i-install-and-run-a-tftp-serverで説明しています。

2）アセンブルされたカーネルイメージをtftpを介して共有フォルダーにドロップします。

 # cp images/vmlinux.bix /tftpboot 

3）UARTを介してボードに接続します。minicomの設定は次のとおりです。

 A - Serial Device : /dev/ttyUSB0 B - Lockfile Location : /var/lock C - Callin Program : D - Callout Program : E – Bps/Par/Bits : 115200 8N1 F - Hardware Flow Control : No G - Software Flow Control : No 

4）U-bootがボードにロードされます。tftpを使用して、そこからアセンブルされたカーネルをロードする必要があります。

 Hit any key to stop autoboot: 0 RTL838x# # RTL838x# # setnenv ipaddr 192.168.1.1 ← IP  RTL838x# # setenv serverip 192.168.1.111 ← IP  RTL838x# # rtk network on RTL838x# # tftp 0x81000000 vmlinux.bix RTL838x# # bootm 0x81000000 

Linuxをロードした後、DiagShell-コマンドラインインターフェイスを実行して、スイッチの設定を管理します。
必要なポートを含めます（またはすべて）。

  # diag RTK.0> port set port all state enable 

ファームウェアは実行中で、スイッチは機能しています。

速度試験

スイッチのLAN接続とVLAN接続の2つのモードでiperfプログラムを使用して、2台のPCをボードに接続して速度を測定しました。

DiagShellを介して、VLANは次のように構成されました（たとえば、ポート25、26、27、およびVLAN ID = 20の構成）：

 RTK.0> vlan create vlan-table vid 20 RTK.0> vlan set pvid inner port 25-27 20 RTK.0> vlan set vlan-table vid 20 member 25-27 RTK.0> vlan set vlan-table vid 20 untag-port 25-27 

VLANをテストすると、興味深い効果が現れます：100Mおよび1000Mポートを含むポートの範囲にVLANが構成されている場合、両方のPCがギガビットポートに接続されていても、速度は100 Mbpsに制限されます。

テスト結果は次のとおりです。

港	テストモード	測定速度（Mbps）
1億	LAN	96.2
1000M	LAN	936
1億	VLAN	95.7
1000M	VLAN	936

帯域幅は主張どおりであると言えます。

次に、QoSを構成してみましょう。 この機能は、オフィスのIPテレフォニーをセットアップするときに非常に便利です。

既に述べたように、スイッチは2つのキューイングアルゴリズムをサポートしています。完全優先とWFQです。
Strict Priorityのチェックに限定しました。 検証のために、3台のPCがボードに接続されました。 iperfサーバーがいずれかのPCで起動されました。

 $ iperf –s 

他の2台のPC-クライアント：

 $ iperf -c server_ip -i 1 -t 300 

同時に、文書化されていない-Sオプションを使用して、DSフィールドのIPパケットでクライアントの1つを0x20（DSCP 0x8）に設定しました。

 $ iperf -c server_ip -i 1 -t 300 –S 0x20 

帯域幅測定により、トラフィックがほぼ均等に分散されていることが示されました。
次に、QoSを構成してみましょう。 これを行うには、DSCP 0x8の最大優先順位値（7）を設定します。

 RTK.0> qos set remapping dscp system dscp 8 internal-priority 7 

その結果、ラベル付きトラフィックが帯域幅全体を占有しました。 さて、QoSは本当に機能しているようです。

DiagShellについて少し説明してください。 私たちの意見では、このCLIは非常に機能的であり、完成したデバイスを開発する際に使用することができます。 もちろん、理想的には、現在SDKで利用できないいくつかの直感的なWebインターフェイスが欲しいです。 エンドデバイス用に開発する必要があります。

一般に、結果として、ソフトウェアを開発する機能を備えたマルチポートスイッチのテストボードを得たと言えます。 このようなソフトウェアおよびハードウェアプラットフォームを使用して、ギガビットイーサネットポートを介してメインネットワークに接続するための低コストのマネージドファストイーサネットスイッチを開発できます。

ご清聴ありがとうございました！

このトピックに関する別の良い記事は、Realtek RTL-1185 Media ProcessorでのLinuxの起動です。