多端口汽車以太網交換機 SJA1105

過去車輛以CAN/LIN bus即可完成主控端及各個節點訊息傳送, CAN負責主要和安全有關的快速訊息(例如: 引擎及底盤相關系統),LIN則是負責低速安全較無關(例如: 車窗&雨刷&後視鏡馬逹...),隨著汽車電子科技的發展,車輛功能愈來愈多,CAN/LIN bus已無法滿足多量多樣的數據量.
以自駕車車輛為例,所配置的感測器數量最為可觀,如:光達(LiDAR)、攝影機、毫米波雷達(MMW Radar)、超音波(Ultrasonic),其他感測器...
因應這些快速及大量數據,高速聯網的車用Ethernet就有加入其中的必要.而同時為了有效降低ECU/MCU的負擔,利用多端口的Ethernet(SJA1105)將各個端口依不同的速率設定好,直接把資料分送給對應端口,同時可減少車輛節點的佈線及器件之間不同速率串接的要求.

規格及應用;
SJA1105P/Q/R/S是一款支持IEEE音頻視頻橋接(AVB)和時間敏感網絡(TSN)標準的5端口汽車以太網交換機。五個端口中的每一個都可以單獨配置為以10 Mbit/s,100 Mbit/s或1000Mbit/s運行。可實現模塊化和成本優化的ECU,能夠支持任何車載連接要求。可以靈活地連接各種PHY設備,例如恩智浦半導體的TJA1101和TJA1102 PHY以及其他商用PHY設備,或用於診斷應用和工業自動化市場的通用10/100/1000BASE-TX PHY。可用在快速以太網和千兆以太網PHY,高速接口可以輕鬆級聯多個SJA1105P/Q/R/S和SJA1105(T)以實現可擴展性。它可用於各種汽車場景,如網關應用,車身網區控制或菊花鏈中的多個ECU互連。

該器件有兩種引腳排列:

第一種變化組合(SJA1105P/Q)中,所有五個端口都可以配置為在MII / RMIII / RGMII模式下操作。
第二種變化組合(SJA1105R/S)提供SGMII PHY接口代替一個MII / RMII / RGMII。
該設備還有兩種功能變體,該SJA1105Q / S在SJA1105P / R功能之上實現了時間觸發以太網和TSN。 如下表說明.

SJA1105 select

MAC(Host/MCU) & PHY(TJA110x/TJA1102)搭配使用方塊圖. 如下圖;

TJA110x & TJA1102 PHY搭配使用

另外,若需求大於5port,可將2顆SJA1105透過RGMII or SGMII串接,作為聯級Cascading使用;如下圖;

Cascading SJA1105 devices
NXP同時也有EVB參考設計.
https://www.nxp.com/support/developer-resources/evaluation-and-development-boards/ultra-reliable-dev-platforms/hardware-tools-accessories/gateway-prototyping-platform:SJA1105SMBEVM?lang=en&lang_cd=en&

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