ゲートウェイ/組込みルーター向けの高スループット、低CPU負荷のアプリケーション・ソリューション・キット・ソフトウェア

NXPは、垂直統合型、広範なテスト済みで、消費電力とパフォーマンスが最適化された、Linux®ベースのOpenWRTアプリケーション・ソリューション・キット (ASK) を提供しています。このキットは、LS1012A、LS1043A、LS1046A通信プロセッサをベースにした組込みルーターやプログラマブルL3スイッチなど、複数のSKUおよび複数のマーケットにわたるネットワーク製品の構築を求めているお客様に最適です。

このASKは、すぐにブランド化/スキニングできる組込みルーター・アプリケーション・スタックであり、市場においてすでに数何百万個もの製品に導入されています。

フィールドで強化されたASKソフトウェアは何世代もにわたる学習サイクルを重ねているため、機能が豊富で、何千行ものテスト・コードで十分にテストされており、幅広い環境への導入をサポートします。

これらのOpenWRTベースのASKソフトウェア・パッケージは、組込みネットワーク・デバイス・ソフトウェアの設計サイクルを大幅に短縮し、市場投入を迅速化します。NXPのASKソフトウェアが信頼できる組込みネットワーク・ルーター・プラットフォームを提供するため、組込み設計者やネットワーク・ソフトウェア設計者は機能の差別化に集中することができます。これにより、品質や機能で妥協することなく設計サイクルを効率化できます。

NXPのASK組込みネットワーク・ルーター・ソフトウェアについて知っておくべきこと

  • OpenWRTで動作するようにチューニングされた、カスタム・パケット・アクセラレータ・コードとAPI
    • 通常のパケット処理のほぼ100%が、ワイヤ・スピード（ライン・レート）のスループットを実現するハードウェアによって処理されます
    • レイテンシがほとんどない、ほぼ純粋なハードウェア速度。これは、CPUを追加することでは実現できません
    • 標準のLinuxネットワーク・テーブルを使用
    • 付加価値の高いアプリケーションのためにArmのCPUサイクルを最大95%解放
    • OpenWRT APIへの一度の書き込みにより、使用するNXP Layerscapeプロセッサを選択するだけで簡単にスケーラブルな製品ラインナップを構築できます。
    • 超高速処理については、以下の表を参照してください
  • ソフトウェア・スタック全体を広範にテスト済み
    • 何百ものカスタマイズされたネットワーク・テスト
    • すべてのリリースを本番環境のライン・レート（各Layerscape CPUの仕様による）トラフィックでテスト済み
    • 継続的改善の手法
  • 高度なスキルを持つNXPネットワーク開発チーム
    • お客様は、NXPのアクセラレータの特殊なプログラミングなど、ソフトウェアのカスタマイズをNXPに定期的に任せることができます
    • 非標準的なプロトコルをハードウェアにオフロード
  • Wi-Fiセンター・オブ・エクセレンス
    • NXPは、数十ものWi-Fiモジュール向けに最適化されたドライバを取り揃えています
    • NXPは、ハードウェアで管理されるパケット・エンジンの内外でLinuxのユーザー空間に入るWi-Fiパケットを「ショートカット」できます。これは、ファストパスまたはパケット・ファストパスと呼ばれます。

このターンキー・ソフトウェア・スタックは、LS1プロセッサ・ファミリに備わるパケット・アクセラレータを最適に活用し、Arm®コアの負荷を5%未満に抑えながらワイヤ・スピードのパフォーマンスを実現します。

高価な冗長ハードウェアを導入しなくても、付加価値サービスを追加することで、OEM、ODM、そして組込みルーターおよびスイッチにCPUの開放による利点がもたらされます。これにより、システム・コストが削減され、ハッカーによる攻撃を受けるリスクも低下します。

これらのアプリケーション・ソリューション・キットは、NXPのLayerscape LS1012A、LS1043A、LS1046Aプロセッサと組み合わせることで、高度に最適化された機能豊富なネットワーク・スタックとスケーラブルなプラットフォームを提供します。それにより、OEM/ODMは、IoT (Internet of Things)、サービス・プロバイダ、民生機器ネットワーク・アプリケーションなどの主要市場をターゲットとした次世代の消費者ネットワークやエンタープライズ・ネットワークにおいて高まるニーズを確実かつ効率的に満たすことができます。

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NXP ASK組込みネットワーク・ソフトウェア：

特長/比較項目 SIB ASF LX2160A SIB DPAA LS1046A ASK BHR（ブロードバンド・ホーム・ルーター）
主な用途 3GPP仕様に従った、5G GnodeB統合IPSecのバックホール 高スループット、低レイテンシでの用途に適したセキュリティ・ゲートウェイやブロードバンド・ホーム・ルーター。例えばゲームやビデオ会議用ルーターなど。
主な用途の詳細
  • このアプリケーション・パッケージは、スモールセルをバックホールのIPSecトンネルを介して5Gコア・ネットワークに接続します。
  • IPSECのバックホールで使用されない共通プロトコル・パッケージ（PPPOE、L2ブリッジなど）は、最適化されたフットプリントには含まれません。
 このアプリケーション・パッケージは、セルラー・フェイルオーバー機能を備えたIPルーター、セキュリティ・ゲートウェイ、ブロードバンドWi-Fiホーム・ルーター、VoIPゲートウェイとして機能します。
トンネル
  • IPv4およびIPv6をサポート
  • 4o6および6o4 IPSecトンネルをサポート
  • IPv4およびIPv6をサポート
  • 4o6および6o4 IPSecトンネルをサポート
  • 4rd(4o6)および6rd(6o4)トンネルをサポート
DPDKの統合 最大64～128 UEのコネクティビティをサポート。「ドロップイン」のバックホール・トラフィックに対して特殊5G API、統合およびテストを実行。このDPDKはファストパスでアクセラレーションされます。 DPDKのサポートは含まれていません。DPDKは使用できますが、このタイプのASKではファストパスでのアクセラレーションは行われません。
パッケージ最適化の焦点 5GスタックがCPUサイクルのバジェットを消耗させるため、CPU使用率に重点。このパッケージは、バックホール経路全体を最適化します。 NXPのハードウェアに送信する機能により、ほぼ100%のオフロード/ライン・レート。
開発の焦点/テストの焦点 DPDKとコア・ネットワーク間の5Gトラフィック交換。 Linuxスタックの回避に重点を置いた、Eth-Ethポート、Eth-PCIEポート、およびEth-SDIOポート間のトラフィック交換。
使用されるファストパス ASFソフトウェア DPAAハードウェア DPAAハードウェア
暗号化ハードウェア・アクセラレーション あり あり あり
名称 説明
LS1043A用ブロードバンド・ホーム・ルーター (BHR) ASK
 お客様は、このASKをセーフティ市場におけるハードウェア・パケット処理に使用することで、ルーターやスマート・スイッチ、および自動車、航空機、産業用機器用の特殊NICを構築できるとともに、特殊アプリケーションを実行するためのArm A53を実装できます。
LS1046A用ブロードバンド・ホーム・ルーター (BHR) ASK
 お客様は、このASKをネットワークおよびIoTエッジ市場におけるハードウェア・パケット処理に使用することで、ルーターやスマート・スイッチ、特殊NIC、および従来のネットワーク機器向けのIoT CPUオフロードを構築できるとともに、差別化アプリケーションを実行するためのArm A72を実装できます。
LS1012A用ブロードバンド・ホーム・ルーター (BHR) ASK
 お客様はこのASKを驚くようなアプリケーションに使用できます。例えば、USBやPCIeに接続され、極めて優れたネットワーク機能と非常に経済的な電力範囲を両立させることが求められる小型ハンドヘルド・ポータブル・デバイスなどです。
LX2160AおよびLS1046Aプロセッサ用のスモールセル統合バックホール (SIB) アプリケーション・ソリューション・キット (ASK)
 この5Gスモールセル統合バックホール・ソフトウェア・パッケージ (SIB ASK) は、NXPのセキュリティ・ハードウェア、およびハードウェアまたはソフトウェアに実装されたパケット・ファストパスを介してパケットを送信することにより、メインCPUをオフロードします。構成には、既存のIPTABLESとファイアウォール規則を使用します。ファストパスによるCPUサイクルの節約により、CPU使用率、パケット・スループット、パケット・レイテンシ、さらには消費電力が大幅に改善されます。

以下の表は、アクセラレータの活用によりハードウェア速度で実行される標準的なネットワーク機能を示しています。機能の行に沿ってSoCの列を確認し、その機能がオンボード・ハードウェアを使用できるかどうかを判断して下さい。

ネットワーク機能をハードウェア速度または特殊なプロトコルで実行する必要がある場合、NXPによってこれらのASKパッケージに新しい機能が追加されていないか、必ずNXPにお問い合わせください。

ネットワーク機能 LS1012A LS1043A LS1046A
4RD/ 6 over 4
4RD/ 4 over 6
DPI/SPI
DSCPおよびPビット 
Egress QoS
EtherIP
GRE over IPSec
IPsecトンネルおよびトランスポート
IPsec/SSL
IPv4/IPv6
IPv4/IPv6マルチキャスト
IPv4/v6での断片化と再構成
ジャンボ・フレーム
L2ブリッジング
L2TP over IPSec
RAID5用MDMA XOR
NAT/NAPT
RAID6用Neonアクセラレーション
NPT 64/NAT-PT
ポリシーベース・ルーティング
PPPoE
RTPリレー/カットスルー
RX/Txチェックサム計算
スキャッタ/ギャザー
セッションベースの統計データ
TCP/UDP
トラフィック・シェーピングとレート制限
TSO/LROオフロード
Vlan/QinQ

NXPがサポートおよびテストしているASKのその他の機能のリストを以下に示します。

クラス 特長 LS1012 LS1043 LS1046
アクセシビリティ CLI
SSH
Telnet
TR-069のコールバック・フレームワーク
WEB GUI
クライアント/サーバ FTP
HTTP
NFS
NTP
SAMBA
SSH
Telnet
コーデックのサポート AMR
G.711
G.722
G.722.2 WB AMR
G.729 a/b
G723、G729.1
G726、iLBC
設計ツール クラスフルおよびクラスレス・キューイング
Diff serv
イングレス制御
レート制限
トラフィック・シェーピング
診断 Cyclesoak
RTP/RTCPの統計データ
TCPDump
音声チャネルの統計データ
IPv6 自動構成
ベース・プロトコル
DHCP v6
DHCPv6
ギガビット・イーサネットMACドライバ
GPIO制御
I2Cドライバ
ICMPv6
割込みサービス・ルーチン
IPsecエンジン制御
IPv4 over IPv6トンネリング
IPv6/IPv4デュアル・スタック
MLDv2
MLDv2スヌーピング・ドライバのサポート
11n/11ac対応多階層無線LANベンダ・ドライバのサポート
マルチキャスト・アドレッシング
Neighbor discovery
PCIeスタック
SiLabs SLIC/SLACドライバ
SPIドライバ
UARTのアクセス
USBスタック
MSP構成用の仮想ドライバ
Zarlink SLIC/SLACドライバ
Linux OpenWRT アプリケーション・ドライバ
パケット転送エンジン用バイナリ
VoIPパケット処理用バイナリ
BSP
Linuxファイル・システム
Linuxカーネル (3.19)
Linuxカーネル (3.2.54)
U-Boot
ネットワーキング・サービス (s)RTCP
(s)RTP
802.1dブリッジング
802.1p、802.q
DHCP/DHCPv6
DNS
ICMP
IGMPおよびMLDv6
IPフォワーディング
IPerf
IPv4
NAT/NAPT
PPP/PPPoE
RAID0/5/10およびJBOD
RFC 2684ルーティング、ブリッジ
TCP/UDP
QoS クラスフルおよびクラスレス・キューイング
Diff serv
イングレス制御
レート制限
トラフィック・シェーピング
セキュリティ サードパーティ・ソフトウェアによるディープ・パケット・インスペクション (DPI)
EtherIP
IKE IPsec
L2TP
OpenSSL
PPTP
SPIファイアウォール
サード・パーティのソリューション Android Jelly Bean
アンチウイルス
アプリベースのQoS
DLNA
DPI
ホーム・オートメーション・スイート
IDS/IPS
IMS/VoLTE
JVM
OSGi
ペアレンタル・コントロール
VoIP AGC（自動利得制御）
アナウンス・サーバ
Asterisk-テレフォニー
パーク保留
割込通話、保留
会議サポート
デジタル利得制御
エコー・キャンセル
エコー抑制
Fax/モデム・パススルー
ジッタ補償
クアッド・トーン・ジェネレータ
RTP通話リレー
RTPカットスルー
RTPプロトコル
スパースEC
SRTPプロトコル
T.38
トーン・リレー
VAD / SID / CNG
VAPI
VBDオートモード
音声ループバック

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