Коммутаторы с чипом собственной разработки

03 сентября 2020

Одним из важных направлений деятельности Kyland Technology является увеличение номенклатуры выпускаемого оборудования в котором используются чипы и другие компоненты собственной разработки.
В настоящее время производятся коммуникационные чипсеты, безопасности и шины, чипы для систем на основе промышленной широкополосной шины реального времени по протоколу IPv6 и процессоры для промышленных серверов. 

Разновидности выпускаемых чипов

Серия KD

Сетевые чипы серии KD — это первый китайский чип коммутации безопасного Ethernet со скоростью 64 Гбит/с, который реализует весь процесс проектирования внешнего интерфейса чипа, внутреннего проектирования, проверки моделирования, производства чипа, упаковки и тестирования.

Серия KY3000

Чип шины AUTBAS KY3000 — это высокоинтегрированная двухпроводная полевая шина SoC для промышленной сферы, протокол: AUTBUS. KY3000 может использоваться для высоконадежной и широкополосной передачи данных между промышленным оборудованием, таким как датчики, приборы, электроприводы и т. д.

Серия KS2300X

SDR чип KS2300X — это чип обработки основной полосы частот, используемый в решениях программной радиосвязи (SDR)

 

Сетевые чипы серии KD

  • Первая, 100% независимая, собственная разработка коммутационного чипа
  • Высококонкурентное и экономичное решение для доступа пользователей к кампусной сети и городскому Ethernet.
  • Технология динамического управления памятью оптимизирует использование буферов сообщений для обеспечения стабильной пересылки трафика данных с низким уровнем джиттера.
  • Технология многоуровневого планирования очередей обеспечивает передачу данных с высоким приоритетом. Низкая задержка потока обеспечивает удобство работы пользователя с мультимедийными многоадресными потоками, такими как аудио и видео.
  • Классификация пакетов, ограничение скорости, перемаркировка и планирование очередей выполняются на основе потоков для обеспечения соглашения об уровне обслуживания операторского уровня.
  • Технология синхронного Ethernet обеспечивает точность по времени и задержке. Аудио- и видеобизнес получил хорошие гарантии обслуживания и может предоставить удобные API-интерфейсы программирования и пакеты программного обеспечения для разработки SDK с возможностью многократного использования для достижения цели быстрой разработки оборудования для продуктов и быстрого вывода продуктов на рынок.
  • Техпроцесс SMIC 40 нм
  • Коммутационная способность 64 Гбит/с
  • Дизайн
  • Верификация
  • Опытная эксплуатация
  • Тест
  • Полностью локализованный сетевой коммуникационный чип;
  • На основе широкополосной связи IPV6;
  • Гарантия высокой степени безопасности;
  • SDR беспроводной коммутационный чип;
  • Динамическое шифрование FPGA

Весь процесс является автономным и управляемым. Полностью независимые права на интеллектуальную собственность, независимые производственные мощности, гарантированные на протяжении всего процесса, постоянное развитие и планирование модернизации обеспечивают возможность создания промышленных коммутаторов полностью независимых от разработок США и западных стран, что даёт гарантию безопасности и надежности информационной сети.

Интеллектуальная защита безопасности. В микросхему безопасной и доверенной коммутации встроен процессор IPsec, который поддерживает обработку шифрования и дешифрования на основе алгоритма национальной тайны. Высокопроизводительное вертикальное шифрование, контроль доступа по черным и белым спискам, возможность настройки алгоритмов шифрования по желанию пользователя позволяют кардинально устранить риски информационной безопасности.

Уровень 2 быстро запускается, а уровень 3 плавно переходит к работе: Время запуска 100% локализованного коммутатора, созданного на основе этого решения, составляет менее 5 с. Благодаря быстрой инициализации самоуправляемый сетевой чип может работать в заданном режиме после включения питания, обеспечивая быстрый запуск второго уровня и беспрепятственное переключение на третий уровень. Это обеспечивает возможность быстрого запуска и полностью соответствует динамическим изменениям и высоким требованиям реального времени, предъявляемым к сценариям применения в энергетике, железнодорожной, аэрокосмической и судостроительной отраслях.

Экологичность и низкое энергопотребление: Вся серия микросхем с самоуправляемой сетевой коммутацией реализует концепцию "зеленых" технологий во всем процессе проектирования, логическое проектирование с низким энергопотреблением, стробирование тактовых импульсов, изоляция операндов, предварительный расчет, комплексное внедрение технологии низкого энергопотребления, многопороговое проектирование При проектировании микросхем применяются различные технические решения, такие как технология синтеза напряжения и широкотемпературное проектирование, что в итоге обеспечивает экологичность и низкое энергопотребление для всего семейства продуктов. Типовое энергопотребление KD5660 составляет менее 5 Вт, что позволяет эффективно снизить энергопотребление высокоинтегрированных встраиваемых систем.

Безопасная и надежная электромагнитная совместимость: мощная производительность, сверхнизкое энергопотребление, стабильная работа, надежная и сильная защита. Самоуправляемые микросхемы сетевой коммутации - полносерийные продукты Для обеспечения надежности изделия в конструкции применены различные схемы, такие как отказоустойчивая конструкция, конструкция электростатической защиты, конструкция снижения частоты и конструкция резервирования. Конечный продукт прошел тщательное тестирование и полностью соответствует жестким условиям эксплуатации в промышленных системах управления.

Точная синхронизация часов: Вся серия микросхем самоуправляемой сетевой коммутации поддерживает функцию синхронизации по Ethernet, которая проста в реализации и не зависит от протоколов высокого уровня. Не подвержен влиянию колебаний деловой активности, для сопровождения бизнеса заказчика предусмотрены многочисленные механизмы резервной защиты.

100% самоуправляемое готовое решение: в качестве ядра используется самоуправляемая микросхема сетевой коммутации + самоуправляемая микросхема PHY-уровня Gigabit Ethernet, в сочетании с самоуправляемым процессором Loongson и самоуправляемыми периферийными устройствами создается автономная управляемая аппаратная платформа коммутатора со степенью локализации 100%. Платформа оснащена самостоятельно разработанным программным обеспечением стека протоколов и другими локализованными программными компонентами, формируя 100% независимое и управляемое зрелое решение для всей отраслевой цепочки.

Чипы шины AUTBAS KY3000

AUTBUS — это промышленная полевая шина, в которой используется двухпроводная немостовая среда, которая обеспечивает многоузловую передачу с высокой пропускной способностью, высокую скорость передачи данных в реальном времени и на большие расстояния. Пропускная способность шины данных достигает 100 Мбит/с, максимальное расстояние передачи — 500 метров, минимальный период цикла — 8 микросекунд, максимальное количество узлов — 256, частота ошибок при передаче — выше 10-11, джиттер тактовой частоты шины — 10 нс., и он поддерживает виртуализацию шины и асимметричное шифрование. AUTBUS используется для передачи и применения данных в реальном времени и данных не в реальном времени на промышленных объектах автоматизированного управления, таких как управление процессами и дискретное управление, и совместим с ISO/IEC/IEEE 8802-3 Ethernet, IPv6 и другими стандартами.

Шинная система AUTBUS может поддерживать 254 действующих узла, один из которых является узлом управления, а остальные — узлами конечного пользователя. Узел управления отвечает за управление, распределение и переработку системных ресурсов, а также за передачу конфигураций системы на все узлы в режиме реального времени, распределение пропускной способности связи и т. д. AUTBUS использует сеть шин для предоставления услуг передачи данных с фиксированной полосой пропускания и услуг передачи данных с переменной полосой пропускания, которые поддерживают пакетные данные посредством предварительной конфигурации системы или динамического приложения; для периодических данных выборки, управления пакетами, сигналов тревоги и данных ISO/IPv4/IPv6 в IEC/IEEE 8802-3 Ethernet. Формат может обеспечить надежный и детерминированный носитель. Он имеет функцию высокоточной синхронизации часов и предоставляет услуги детерминированной передачи данных для чувствительных ко времени и нечувствительных ко времени услуг на основе синхронизации по времени.

Архитектура стека протоколов AUTBUS включает в себя три части: физический уровень, канальный уровень и прикладной уровень.

Физический уровень основан на технологии OFDM для создания полевой шины на основе общей среды передачи на двух линиях. Он завершает преобразование физических сигналов для обеспечения высокой надежности передачи. Разделение и управление физическими ресурсами во временной и частотной областях OFDM обеспечивает передачу данных на канальном уровне. Физический уровень предоставляет три основных типа интерфейсов: службы управления тактовой частотой, службы передачи данных и службы управления физическим уровнем для уровня канала передачи данных.

Уровень канала передачи данных (DLL) в основном включает в себя два уровня: подуровень LLC и подуровень MAC. Подуровень LLC включает AUTBUS LLC, модуль синхронизации времени и модуль LLC ISO/IEC/IEEE 8802-3. Подуровень MAC включает AUTBUS MAC и поддерживает AUTBUS MAC подуровень ISO/IEC/IEEE 8802-3MAC. Уровень канала передачи данных предоставляет три сервисных интерфейса: сервис канала передачи данных, сервис управления каналом передачи данных и сервис синхронизации часов с прикладным уровнем.

Уровень приложений (AL) включает в себя модули службы данных и модули службы управления системой на основе приложений реального времени и приложений не в реальном времени, модули службы времени и модули TCP/UDP на основе IPv4/IPv6. Модуль службы данных предоставляет пользователям возможность обрабатывать соответствующие услуги в реальном времени и не в реальном времени и различать буферы бизнес-данных в реальном времени и не в реальном времени. Модуль службы управления системой реализует управление и обслуживание AUTBUS топологии и состояния системы. Модуль службы времени обеспечивает синхронизацию часов и запрос часов, ожидание обслуживания.

Технологические инновации AUTBUS

  • Технология многоканальной передачи с частотным разделением каналов и высокой пропускной способностью на основе проводной физической среды передачи данных
  • Технология синхронизации всей сети
  • Сцепленные коды и чередующееся кодирование для технологии исправления ошибок.
  • Динамическая передача канала на основе заданной модели
  • На физическом уровне реализована технология высокоточного запуска часов.
  • Исследование встроенной технологии асимметричного шифрования
  • Технология многопротокольной совместимости виртуальной шины

Ключевые особенности

  • Полностью поддерживает протокол AUTBUS (IEC61158-28).
  • Полоса пропускания передачи 100 м, расстояние передачи 500 м, шинная сеть с максимум 254 узлами, минимальный период 8 микросекунд
  • Поддержка CAN/Profibus/Modbus/HART
  • 32-битный процессор приложений
  • Встроенная SRAM большой емкости
  • 2 порта RGMII Ethernet 10/100/1000 Мбит/с
  • 2 главных/подчиненных SPI
  • Поддерживает последовательную флэш-память NOR и NAND.
  • 2 I2C
  • Полнофункциональный встроенный аналоговый интерфейс

Характеристики

  • Высокая производительность: 32-разрядное ядро ARM Cortext-A5, 400 МГц, 512 К оперативной памяти
  • Поддержка NOR или NAND FLASH-памяти с интерфейсом SPI
  • Пропускная способность шины AUTBUS до 100 Мбит/с
  • 1 канал 10/100/1000Мбит/с RGMII
  • 1 канал 10/100 Мбит/с RGMII
  • 74 GPIO
  • 2 SPI master +1 SPI slave
  • 3 UART
  • 1 CAN
  • 2 I2C
  • 10 32-разрядных таймеров
  • 2 x 4 ЦПУ
    • Вход захвата или сравнения или
    • PWM выход
  • 8 канальный 16-разрядный вход АЦП
  • 2 канала 12-разрядных ЦАП

Возможные приложения

AUTBUS будет широко использоваться в промышленном управлении, автомобильной электронике, авиации, умных городах и других областях. Промышленным системам управления, например для станций нефтепроводов и газопроводов, необходимо собирать большое количество параметров на месте. Посредством анализа этих собранных данных контролируются соответствующие приборы и запорное оборудование. Такой вид автоматизированного управления процессом требует точности сбора данных и контроля на месте в режиме реального времени. AUTBUS может удовлетворить потребности в высокой производительности.

AUTBUS хорошо подходит для нужд высокопроизводительных интеллектуальных узлов в автомобилях. В будущем это будет более открытая, высокоскоростная автомобильная сеть, которую легко интегрировать с другими электронными системами или устройствами, а также новыми функциями автомобилей с низким энергопотреблением, малым весом жгута проводов и стоимостью развертывания, такие как системы контроля выезда за полосу движения, обнаружение слепых зон, автоматическая навигация и парковка, а также передовые автомобильные развлекательные информационные системы.

Новое поколение высокоскоростных поездов имеет резкий рост объема коммуникационного оборудования, требуя услуг с высокой пропускной способностью и низкой задержкой, таких как бортовые системы вещания, видеосистемы и загрузка программ прошивки. AUTBUS может удовлетворить потребности в высокой пропускной способности современных высокоскоростных поездов.

Для мультисервисного, многоузлового проводного доступа на большие расстояния в «умном городе» AUTBUS может эффективно снизить сложность и стоимость проводки, одновременно удовлетворяя потребности в услугах высокоскоростной широкополосной связи, таких как управление светофорами, обнаружение нарушений (идентификация транспортных средств), и видеонаблюдение.

На основе интеллектуального модуля принятия решений, мобильного сенсорного модуля, модуля интеллектуального позиционирования, картографической архитектуры, быстрой навигации и других модулей, разработанных AUTBUS, интеллектуальная и гибкая система управления движением для периферийных вычислений создаст новое поколение промышленных систем управления, которые могут быть реализованы в:

  • интеллектуальных сетях
  • атомной энергетике
  • ветроэнергетике
  • солнечной энергетике
  • нефтяной и химической промышленности
  • железнодорожном транспорте
  • городских коммунальных службах
  • горнодобывающей промышленности
  • металлургии
  • водном хозяйстве
  • беспилотных транспортных средствах
  • робототехнике
  • интеллектуальном транспорте
  • судостроении
  • и других отраслях.

SDR чип KS2300X

KS2300X — это чип обработки основной полосы частот, используемый в решениях программной радиосвязи (SDR). KS2300X объединяет высокопроизводительный процессор приложений и две подсистемы обработки основной полосы частот. Каждая подсистема основной полосы частот объединяет процессор протоколов, цифровой сигнальный процессор общего назначения и высокопроизводительный векторный цифровой сигнальный процессор. В чип также интегрированы ускорители ASIC, обычно используемые для обработки данных. С помощью этих ускорителей клиенты могут обеспечить высокую пропускную способность индивидуальной беспроводной связи. В KS2300X используются специальные конструкции с низким энергопотреблением, которые помогают достичь высокой производительности и низкого энергопотребления в различных сценариях связи.

  • Внутренний независимый и управляемый программный чип обработки основной полосы частот, исследования и разработки, производство, упаковка и тестирование чипа проводятся в Китае.
  • Высокопроизводительная двухрежимная одновременная обработка основной полосы частот с низким энергопотреблением, каждый режим может поддерживать максимальную скорость до 100 Мбит/с.
  • Вычислительные ресурсы в процессоре основной полосы частот являются гибкими и конфигурируемыми. В зависимости от сложности обработки формы сигнала, для завершения обработки формы сигнала можно использовать один или два набора вычислительных ресурсов.
  • Поддерживает несколько наборов радиочастотных интерфейсов, которые могут реализовать 2 набора 2x2 MIMO или 1 набор 4x4 MIMO.
  • Обеспечивает аппаратное ускорение многоканальных кодеков, поддерживая ускорение кодеков RS, свертки, Turbo, LDPC и Polar.
  • Архитектура линии связи поддерживает реализацию алгоритма итеративной коррекции канала.
  • Интегрированный высокоточный алгоритм хронометража.

 

Применение коммутаторов с чипом собственной разработки на газопроводе Сила Сибири

2 декабря 2019 года был запущен газопровод «Сила Сибири» по «восточному» маршруту из России в Китай, являющимся крупнейшим проектом газовой отрасли по которому за 30 лет в Китай будет поставлено свыше триллиона кубических метров газа". "Сила Сибири" - крупнейшая система транспортировки газа в азиатской части России. Проект призван обеспечить газом потребителей Дальнего Востока и Китая. Системы безопасности и предотвращения газопровода полностью используют «независимые» коммутаторы 100% собственной разработки компании Kyland, оснащенные собственным коммутационным чипсетом Kyland KD5660, Loongson 2K1000B CPU, и операционной системой Kyland Intewell. Способность выпускать продукцию  полностью «независимую» от комплектующих США и Европы в корне отличает Kyland от других производителей представленных на рынке СНГ.

Подробнее о решении>>