“可以编程的以太网芯片”是指那些具备一定程度可编程能力的网络芯片,用户可以根据应用需求进行网络协议处理、自定义数据转发逻辑、包过滤策略、QoS控制等操作。这类芯片广泛应用于边缘计算、工业自动化、网络安全、SDN(软件定义网络)、智能网关等领域。下面从几大类主流厂商的产品出发,介绍一些常见的可编程以太网芯片型号。
一、智能网卡(SmartNIC)类芯片
1. NVIDIA BlueField 系列(原Mellanox)
BlueField-2 / BlueField-3
特点:集成高性能Arm Cortex-A72内核,可运行完整的Linux系统,支持DPDK、eBPF、P4编程,适用于数据中心加速、虚拟化、存储卸载。
应用:云服务、SDN、网络安全加速器。
2. Intel Mount Evans / IPU(Infrastructure Processing Unit)
支持P4语言编程,面向大规模数据中心网络控制、加密、虚拟化卸载。
特点:具备专用网络加速引擎和可编程逻辑块。
二、嵌入式可编程以太网芯片
3. NXP i.MX RT1170 / i.MX8M 系列
集成以太网MAC控制器,可连接外部PHY。
支持通过MCU固件编程处理网络帧,如实现Modbus TCP、Profinet等工业协议。
特点:适用于边缘设备、工业网关等。
4. Microchip LAN9353 / LAN9370
三口可编程交换芯片,支持精细的VLAN、QoS设置。
通过SPI/I2C配置寄存器,可自定义帧过滤、转发策略。
用于工业以太网、车载通信。
三、FPGA + Ethernet IP核方案
5. Xilinx Zynq-7000 / Zynq UltraScale+
SoC平台,内置ARM处理器+FPGA逻辑。
可通过Xilinx Ethernet IP核和PL逻辑,编程实现任意以太网协议处理。
支持P4、Verilog/VHDL等语言开发。
应用场景:高速数据采集、TSN(时间敏感网络)、协议网关等。
6. Intel (Altera) Stratix 10 / Agilex 系列
支持100G+高速以太网接口,配合可编程逻辑进行包处理、加密卸载、实时协议转发。
多用于金融、通信、图像处理等对网络要求高的行业。
四、网络专用可编程芯片
7. Netronome NFP-4000 / NFP-6000 系列
专为可编程网络而设计,支持P4编程语言,具有片上多线程处理器。
可对L2~L4网络层做复杂处理,如负载均衡、虚拟交换等。
用于虚拟化平台、NFV、SD-WAN等。
8. Marvell Prestera DX 系列 + ARM 控制器
集成多个千兆/万兆以太网口,带可配置数据路径处理。
可通过SDK进行特定流表控制、ACL配置等,适合企业级交换机应用。
五、国产可编程以太网芯片(新兴)
9. 飞腾 D2000 / D3000 系列(配套PHY)
搭载自主研发MAC模块,支持在RT-Thread、OpenHarmony等系统下通过驱动层实现可定制处理。
适合国产化信息安全场景。
10. 华大 HC32F460 系列
工业MCU内置MAC,支持RMII接口,通过应用层控制逻辑,实现以太网设备功能。
六、总结
可以编程的以太网芯片涵盖从智能网卡、嵌入式处理器、FPGA平台,到MCU+MAC组合等多种形态。它们的编程方式包括硬件级HDL(如Verilog)、软件级C语言/SDK配置,以及高级网络语言如P4、eBPF等,适用于从高性能数据中心到低功耗工业节点的广泛场景。
在选型时,应根据以下几个维度评估:
所需带宽(10/100M / 1G / 10G / 100G)
编程方式与开发语言支持
所需协议层级(L2/L3/L4)
资源占用与功耗预算
是否需支持实时性或工业协议
随着网络智能化、定制化的需求上升,可编程以太网芯片将成为下一代网络架构的重要组成部分。