【原创】ERTEC 系列 PROFINET 芯片级硬件过滤器分析

ERTEC 系列 PROFINET 芯片级硬件过滤器分析文档

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前言

实时控制系统（Real-Time Control Systems）的生命线在于"确定性"。无论是基于裸机（Bare-metal）架构还是实时操作系统（RTOS），这类系统对响应延迟和执行精度有着近乎苛刻的要求，任何非预期的故障都可能导致灾难性后果。然而，当我们需要通过以太网将这些封闭的实时系统接入开放的互联网（包括公网）时，网络环境固有的"不确定性"便成为了系统中最大的风险变量。

广播风暴、TCP SYN泛洪攻击、异常错误帧等网络事件，不仅会严重侵蚀系统的实时性能，更可能直接导致任务调度阻塞甚至系统瘫痪。由于我们无法掌控外部网络的复杂行为，唯一的生存之道便是"向内求索"------在设备自身构建坚不可摧的网络防线。我们需要在数据进入协议栈之前，就在硬件层面拦截并清洗掉所有恶意或无效流量。

业界标杆西门子（Siemens）的PROFINET为何能在复杂的工业现场保持极高的稳定性？其核心秘诀之一，便在于其底层驱动中精妙的芯片级硬件过滤机制。本文将深入剖析 PROFINET IO Runtime Software (EDDP - Ethernet Device Driver for PN-IP) 中的硬件过滤规则配置系统，揭示其如何在网卡硬件层面实现高效的数据包分类与过滤，从而确保实时系统在洪流般的网络攻击中依然稳如磐石。

1. 概述

本文档详细分析了 PROFINET IO Runtime Software (EDDP - Ethernet Device Driver for PN-IP) 中的芯片级硬件过滤规则配置系统。该系统用于在硬件层面快速过滤和分类接收到的以太网帧，实现高效的网络包处理。

1.1 支持的芯片版本

芯片版本	宏定义	说明
ERTEC200P Rev1	EDDP_HAL_HW_PNIP_REV1	PNIP 修订版 1
ERTEC200P Rev2	EDDP_HAL_HW_PNIP_REV2	PNIP 修订版 2
HERA Rev3	EDDP_HAL_HW_PNIP_REV3	HERA 芯片修订版 3
I8/ERTEC Rev4	EDDP_HAL_HW_PNIP_REV4	I8 芯片修订版 4

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2. 整体架构与运行原理

2.1 系统架构

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                         以太网帧到达                                      │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
                                    │
                                    ▼
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                    硬件过滤器 (API Filter Engine)                         │
│  ┌───────────────────────────────────────────────────────────────────┐  │
│  │  16个过滤器代码片段 (Filter Code Fragments 0-15)                    │  │
│  │  ├── Fragment 00: OTHER (丢弃未知类型)                              │  │
│  │  ├── Fragment 01: IP (IPv4)                                        │  │
│  │  ├── Fragment 02: ARP                                              │  │
│  │  ├── Fragment 03: MRP                                              │  │
│  │  ├── Fragment 04: LLDP                                             │  │
│  │  ├── Fragment 05: PN_DCP                                           │  │
│  │  ├── Fragment 06: ALARM                                            │  │
│  │  ├── Fragment 07: LEN                                              │  │
│  │  ├── Fragment 08: PTCP                                             │  │
│  │  ├── Fragment 09: IP6 (HERA/I8)                                    │  │
│  │  ├── Fragment 10: HSYNC (HERA/I8)                                  │  │
│  │  ├── Fragment 14: RT_CT (实时周期)                                  │  │
│  │  └── Fragment 15: RT_SF (实时非周期)                                │  │
│  └───────────────────────────────────────────────────────────────────┘  │
│                                    │                                     │
│                                    ▼                                     │
│  ┌───────────────────────────────────────────────────────────────────┐  │
│  │  SDT (String Descriptor Table) - 字符串描述符表                      │  │
│  │  用于存储需要匹配的字符串模式(如DCP Hello TLV、ARP IP地址等)           │  │
│  └───────────────────────────────────────────────────────────────────┘  │
│                                    │                                     │
│                                    ▼                                     │
│  ┌───────────────────────────────────────────────────────────────────┐  │
│  │  Store Memory - 存储器                                              │  │
│  │  临时存储帧中的数据用于后续比较                                        │  │
│  └───────────────────────────────────────────────────────────────────┘  │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
                                    │
                    ┌───────────────┼───────────────┐
                    ▼               ▼               ▼
              ┌─────────┐     ┌─────────┐     ┌─────────┐
              │ DROP    │     │ PASS    │     │ CYCLIC  │
              │ 丢弃帧   │     │ 传递帧   │     │ 周期帧   │
              └─────────┘     └─────────┘     └─────────┘
                    │               │               │
                    ▼               ▼               ▼
              (丢弃)     ┌─────────────────┐   ┌─────────┐
                         │ RX Ring 0-31    │   │ ACW列表 │
                         │ (NRT处理队列)    │   │ (周期)  │
                         └─────────────────┘   └─────────┘

2.2 运行流程

1. 帧接收: 以太网帧到达网卡接口
2. EtherType提取: 从帧中提取EtherType字段
3. 片段选择: 根据EtherType选择对应的过滤器代码片段
4. 指令执行: 执行过滤器代码中的指令序列
5. 决策输出: 生成FDC (Filter Decision Code) 和RX Ring索引
6. 帧分发: 根据决策将帧放入对应的RX Ring或丢弃

---

3. API-Ctrl 内存布局

3.1 ERTEC200P (Rev1/Rev2) 内存布局

地址偏移      大小          内容描述
─────────────────────────────────────────────────────────────
0x0000       0x600        过滤器代码 (FilterCode)
0x0600       0x180        TX/RX DMACW IFA (RX:32×8Byte, TX:16×8Byte)
0x0780       0x10         Store_MEM_IFA (最多8个数据字)
0x0790       0x140        SDT IFA (80条目 × 4字节)
0x08D0       0x180        TX/RX DMACW IFB
0x0A50       0x10         Store_MEM_IFB
0x0A60       0x140        SDT IFB
0x0BE0       变长         Strings IFA/B (比较字符串空间)

3.2 HERA (Rev3) 内存布局

地址偏移      大小          内容描述
─────────────────────────────────────────────────────────────
0x0000       0x1000       过滤器代码 (FilterCode)
0x1000       0x180        TX/RX DMACW
0x1180       0x10         Store Memory
0x1190       0x140        SDT (String Descriptor Table)
0x12D0       变长         比较字符串空间

---

4. 过滤器指令格式

每条过滤器指令为 8字节，格式如下：

字节0    字节1    字节2    字节3    字节4    字节5    字节6    字节7
┌────────┬────────┬────────┬────────┬────────┬────────┬────────┬────────┐
│ Opcode │ Label  │  MaskH │  MaskL │  Skip  │ Jump   │ DataH  │ DataL  │
│ (操作码)│(标签)  │(掩码高)│(掩码低)│(跳过)  │(跳转)  │(数据高)│(数据低)│
└────────┴────────┴────────┴────────┴────────┴────────┴────────┴────────┘

4.1 操作码 (Opcode) 详解

操作码	名称	说明
0x00	SKIP	跳过指定字节数，移动数据指针
0x01	PASS	通过帧，输出FDC和索引
0x02	DROP	丢弃帧
0x03	CYCLIC	周期帧处理
0x00-0x0F	SCMP	字符串比较 (与SDT表比较)
0x80	SV_EQU	静态值相等比较
0x81	SV_NEQ	静态值不等比较
0x83	SV_LT	静态值小于比较
0x84	SV_GTE	静态值大于等于比较
0x87	SM_STORE	存储数据到Store Memory
0x89	SM_NEQ	存储器值不等比较
0x11	PASS with index	带索引的通过

4.2 指令字段解析

Opcode (字节0):
  - 决定指令类型和基本行为

Label (字节1):
  - 跳转目标标签或条件跳转目标

MaskH/MaskL (字节2-3):
  - 16位掩码，用于数据比较
  - 0xFFFF表示比较所有位
  - 0x0000表示不比较(总是匹配)

Skip (字节4):
  - 执行后跳过的字节数
  - 用于移动数据指针

Jump (字节5):
  - 条件不满足时的跳转偏移
  - 0表示继续下一条指令

DataH/DataL (字节6-7):
  - 16位比较值
  - 与帧数据(经过掩码)进行比较

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5. 过滤器代码片段详解

5.1 Fragment 00: OTHER (丢弃过滤器)

目的: 丢弃所有不匹配已知EtherType的帧

EtherType范围: 0x0000-0x07FF, 0x0806(ARP), 0x8892(PN), 0x88F7(PTP), 0x88CC(LLDP), 0x88E3(MRP) 之外的所有类型

代码示例:

// EDDP_API_TYPE_OTHER - 丢弃过滤器
0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x11
// --> PASS | 0 | 1
// 含义: 通过到RX Ring 0，标记为丢弃

FDC : 0x8000 (EDDP_HWF_FDC_OTHER_DROP)

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5.2 Fragment 01: IP (IPv4过滤器)

EtherType : 0x0800

功能: 识别并分类IPv4协议帧

处理流程:

1. 跳过6字节 (DA+SA)
2. 循环跳过VLAN标签 (0x8100)
3. 检查IP版本和头长度 (Version=4, IHL=5 → 0x45)
4. 根据Protocol字段分类:
   - Protocol 1  (0x01): ICMP
   - Protocol 2  (0x02): IGMP
   - Protocol 6  (0x06): TCP
   - Protocol 17 (0x11): UDP
5. 对于UDP,进一步检查端口:
   - Port 34964 (0x8894): DCP over UDP
   - Port 50000+ (0xC350+): DCP Hello over UDP

代码示例 (部分):

// 跳过DA+SA
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x06, 0x01, 0x00
// --> SKIP | 6

// 检查并跳过VLAN
0x00, 0x81, 0xFF, 0xFF, 0x01, 0x02, 0x00, 0x80
// --> SV_EQU | 0 | 2 | 1 | ffffh | 8100h

// 检查IP版本/IHL
0x00, 0x45, 0x00, 0xFF, 0x04, 0x00, 0x0A, 0x81
// --> SV_NEQ | Lbl_NO_IP_RT_OVER_UDP=10 | 0 | 4 | ff00h | 4500h

// 检查Protocol=ICMP(1)
0x01, 0x00, 0xFF, 0x00, 0x00, 0x00, 0x05, 0x80
// --> SV_EQU | Lbl_IPICMP=5 | 0 | 0 | ffh | 1h

FDC定义:

FDC值	名称	说明
0x8010	IP_UDP_DROP	IP UDP丢弃
0x10	IP_ICMP	ICMP帧
0x11	IP_IGMP	IGMP帧
0x12	IP_TCP	TCP帧
0x13	IP_UDP	UDP帧
0x15	UDP_DCP	DCP over UDP
0x16	UDP_DCP_HELLO	DCP Hello over UDP
0x17	UDP_ASRT	Alarm over UDP

---

5.3 Fragment 02: ARP (地址解析协议过滤器)

EtherType : 0x0806

功能: 过滤ARP请求/应答帧，验证SPA(源协议地址)与TPA(目标协议地址)

处理流程:

1. 跳过DA+SA (6字节)
2. 跳过VLAN标签
3. 验证ARP帧格式:
   - Hrd (硬件类型) = 1 (以太网)
   - Prot (协议类型) = 0x0800 (IP)
   - hln (硬件地址长度) = 6
   - pln (协议地址长度) = 4
4. 检查opcode:
   - opcode 1: ARP Request
   - opcode 2: ARP Reply
5. 比较SPA和TPA (使用SDT表)
6. 存储SPA到Store Memory用于后续比较

代码示例 (部分):

// 验证Hrd=1
0x01, 0x00, 0xFF, 0xFF, 0x01, 0x00, 0x0B, 0x81
// --> SV_NEQ | Lbl_ARP_DROP=11 | 0 | 1 | ffffh | 1h

// 验证Prot=0x0800
0x00, 0x08, 0xFF, 0xFF, 0x01, 0x00, 0x0A, 0x81
// --> SV_NEQ | Lbl_ARP_DROP=10 | 0 | 1 | ffffh | 800h

// 验证hln=6, pln=4
0x04, 0x06, 0xFF, 0xFF, 0x01, 0x00, 0x09, 0x81
// --> SV_NEQ | Lbl_ARP_DROP=9 | 0 | 1 | ffffh | 604h

// 检查SPA字段 (使用SDT索引0x4A)
0x4A, 0x00, 0xFF, 0xFF, 0x00, 0x00, 0x06, 0x0F
// --> SCMP | Lbl_ARP_PASS=6 | 0 | 0 | ffffh | 4ah

// 存储SPA HiWord
0x00, 0x00, 0xFF, 0xFF, 0x01, 0x00, 0x00, 0x87
// --> SM_STORE | 1 | 65535 | 0

// 存储SPA LoWord
0x01, 0x00, 0xFF, 0xFF, 0x04, 0x00, 0x00, 0x87
// --> SM_STORE | 4 | 65535 | 1

SDT索引 : EDDP_SDT_IDX_ARP_IP = 0x4A

FDC:

FDC值	名称	说明
0x8020	ARP_DROP	ARP丢弃
0x20	ARP	ARP通过

---

5.4 Fragment 03: MRP (媒体冗余协议过滤器)

EtherType : 0x88E3 (MRP), 0x80E1 (EIP/DLR)

功能: 识别MRP和DLR协议帧

代码:

// 跳过DA+SA
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x06, 0x01, 0x00

// 跳过VLAN
0x00, 0x81, 0xFF, 0xFF, 0x00, 0x02, 0x00, 0x80

// 检查EtherType=0x88E3 (MRP)
0xE3, 0x88, 0xFF, 0xFF, 0x00, 0x00, 0x03, 0x80
// --> SV_EQU | Lbl_MRP_PASS=3 | 0 | 0 | ffffh | 88e3h

// 检查EtherType=0x80E1 (EIP/DLR)
0xE1, 0x80, 0xFF, 0xFF, 0x00, 0x00, 0x02, 0x80
// --> SV_EQU | Lbl_MRP_PASS=2 | 0 | 0 | ffffh | 80e1h

// 丢弃
0x00, 0x00, 0x30, 0x80, 0x00, 0x00, 0x00, 0x10
// --> DROP | 32816 | 0

// 通过
0x09, 0x00, 0x30, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x11
// --> PASS | 48 | 9

FDC : 0x30 (MRP通过), 0x8030 (MRP丢弃)

---

5.5 Fragment 04: LLDP (链路层发现协议过滤器)

EtherType : 0x88CC

功能: 简单识别LLDP帧

代码:

0x08, 0x00, 0x40, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x11
// --> PASS | 64 | 8

FDC : 0x40 (LLDP)

---

5.6 Fragment 05: PN_DCP (PROFINET DCP过滤器)

EtherType : 0x8892

功能: 识别DCP (Discovery and Configuration Protocol) 帧，包括DCP-Hello

处理流程:

1. 跳过DA+SA和VLAN
2. 验证EtherType=0x8892
3. 检查FrameID:
   - 0xFEFC: DCP-Hello (多播)
   - 0xFEFE: 非DCP多播
4. 对于DCP-Hello:
   - 检查TLV结构
   - 使用SDT表匹配32个Hello过滤器
5. 对于普通DCP:
   - 检查TLV结构
   - 使用SDT表匹配5个DCP过滤器

SDT索引结构:

DCP过滤器 (SDT 0x00-0x09):
├── 0x00: DCP_01TYPE (类型快速预扫描)
├── 0x01: DCP_01TLV (完整字符串)
├── 0x02: DCP_02TYPE
├── 0x03: DCP_02TLV
├── 0x04: DCP_03TYPE
├── 0x05: DCP_03TLV
├── 0x06: DCP_04TYPE
├── 0x07: DCP_04TLV
├── 0x08: DCP_05TYPE
└── 0x09: DCP_05TLV

DCP-Hello过滤器 (SDT 0x0A-0x49):
├── 0x0A: DCP_HELLO_01_LEN
├── 0x0B: DCP_HELLO_01TLV
├── ...
├── 0x48: DCP_HELLO_32_LEN
└── 0x49: DCP_HELLO_32TLV

FDC定义:

FDC值	名称	说明
0x8050	DCP_DROP	DCP丢弃
0x50	DCP	普通DCP
0x51	DCP_HELLO	Hello过滤器1
0x451	DCP_HELLO2	Hello过滤器2
...	...	...
0x7C51	DCP_HELLO32	Hello过滤器32

---

5.7 Fragment 06: ALARM (报警过滤器)

EtherType : 0x8892

功能: 识别PROFINET报警帧 (FrameID: 0xFC00-0xFCFF 高优先级, 0xFE00-0xFEFC 低优先级)

代码:

0x05, 0x00, 0x60, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x11
// --> PASS | 96 | 5

FDC : 0x60 (ASRT - Alarm Soft Real Time)

---

5.8 Fragment 07: LEN (长度类型过滤器)

EtherType : < 0x0800 (长度字段)

功能: 处理802.3帧，识别特殊协议

处理流程:

1. 跳过DA+SA和VLAN
2. 检查EtherType < 0x0800
3. 检查DSAP/SSAP:
   - 0xFDFD: SINEC-FWL
   - 0xAAAA: SNAP
4. 对于SNAP帧，检查OUI:
   - 0x080063: DCP (cd7)
   - 0x080000: TSYNC
   - 0x011000: SINEC-FWL
   - 0x0110FB: STDBY
5. 检查HSR (High-availability Seamless Redundancy)

FDC定义:

FDC值	名称	说明
0x8070	LEN_DROP	LEN丢弃
0x70	LEN_DCP	DCP over 802.3
0x71	LEN_TSYNC	时间同步
0x72	LEN_STDBY	备用协议
0x73	LEN_HSR	HSR帧
0x74	LEN_SINEC_FWL	SINEC防火墙

---

5.9 Fragment 08: PTCP (精确时间协议过滤器)

EtherType : 0x88F7 (PTP), 0x8892 (PROFINET时间同步)

功能: 识别PTP (Precision Time Protocol) 和PROFINET时间同步帧

处理流程:

1. 检查EtherType:
   - 0x88F7: PTP
   - 0x8892: PROFINET
2. 对于PTP:
   - 检查transportSpecific == 0x1 (gPTP)
   - 检查messageType:
     - 0x2/0x3: DELAY_REQ/DELAY_FURSP
     - 0xA: DELAY_FU
3. 对于PROFINET:
   - 检查FrameID:
     - 0xFF00/0xFF01: ANNOUNCE
     - 0xFF40-0xFF43: DELAY
     - 0x0020/0x0021: Sync0/1
     - 0x0080/0x0081: Sync0/1
     - 0xFF20/0xFF21: SyncFU 0/1
4. 分发到KRISC RX Ring或NRT

RX Ring定义 (KRISC):

#define RING_K32_SYNC_CLOCK  0x1D  // PTCP时钟同步
#define RING_K32_SYNC_TIME   0x1E  // gPTP时间同步
#define RING_K32_SYNC_DELAY  0x1F  // PTCP延迟

FDC定义:

FDC值	名称	说明
0x8080	PTCP_DROP	PTCP丢弃
0x80	PTCP_ANNOUNCE	PTCP通告
0x81	PTCP_K32_SYNC_0	K32时钟同步
0x82	PTCP_K32_SYNC_1	K32时间同步
0x83	PTCP_K32_DELAY	K32延迟
0x84	PTCP_K32_SNC_0_FU	Sync0 Follow Up
0x85	PTCP_K32_SNC_1_FU	Sync1 Follow Up
0x86	K32_GPTP	gPTP帧

---

5.10 Fragment 09: IP6 (IPv6过滤器) - HERA/I8专用

EtherType : 0x86DD

功能: 识别并分类IPv6协议帧

SDT索引:

#define EDDP_HERA_SDT_IDX_BC_MAC  0x50  // 广播MAC地址

Store索引:

#define EDDP_HERA_STORE_IDX_IP6_MAC_TYPE    0x2  // MAC类型
#define EDDP_HERA_STORE_IDX_HEADERLENGTH    0x3  // 头长度
#define EDDP_HERA_STORE_IDX_NEXT_HEADER     0x4  // 下一个头
#define EDDP_HERA_STORE_IDX_IP6_POSSIBLE_RTA_OVER_UDP  0x5  // 可能的RTA over UDP
#define EDDP_HERA_STORE_IDX_IP6_FRAGMENTED  0x6  // 分片标志

FDC: 类似IPv4，但处理IPv6协议栈

---

5.11 Fragment 10: HSYNC (硬件同步过滤器) - HERA/I8专用

EtherType : 0x800A

功能: 识别硬件同步帧

代码:

0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x12
// --> CYCLIC | 0 | 0

FDC : 0x90 (HSYNC)

---

5.12 Fragment 14: RT_CT (实时周期帧)

EtherType : 0x8892

FrameID范围 : 0x0100-0xBFFF (RT_FRAME), 0xC000-0xFBFF (RT_FRAME_UDP)

功能: 识别实时周期通信帧，直接放入周期缓冲区

代码:

0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x12
// --> CYCLIC | 0 | 0

FDC : 0x80E0 (RT_CT_DROP)

---

5.13 Fragment 15: RT_SF (实时非周期帧)

EtherType : 0x8892

FrameID范围: 不匹配RT_CT的帧

功能: 识别实时非周期帧

代码:

0x00, 0x00, 0xF0, 0x80, 0x00, 0x00, 0x00, 0x10
// --> DROP | 33008 | 0

FDC : 0x80F0 (RT_SF_DROP)

---

6. FDC (Filter Decision Code) 字段解析

6.1 FDC位域结构

┌────────┬────────────────────┬──────────────┬────────────┐
│ Bit 15 │     Bit 14-10      │   Bit 9-4    │   Bit 3-0  │
├────────┼────────────────────┼──────────────┼────────────┤
│  Drop  │    Reserved/TBD    │    Group     │  Sub-Group │
│  标志  │      (保留)         │    (组)      │   (子组)   │
└────────┴────────────────────┴──────────────┴────────────┘

6.2 位域说明

位域	掩码	说明
Bit 15	0x8000	Drop标志: 0=接受, 1=丢弃
Bit 14-10	-	保留/未来使用
Bit 9-4	0x3F0	组ID (对应RX Ring索引)
Bit 3-0	0xF	子组ID

6.3 FDC组映射

组ID	组掩码	协议类型	RX Ring索引
0x00	0x0	OTHER	0 (DROP)
0x10	0x10	IP/UDP	2-4
0x20	0x20	ARP	2
0x30	0x30	MRP	9
0x40	0x40	LLDP	8
0x50	0x50	DCP	6
0x60	0x60	ALARM	5
0x70	0x70	LEN	0xA
0x80	0x80	PTCP	0x1D-0x1F
0x90	0x90	HSYNC	0xB
0xE0	0xE0	RT_CT	- (CYCLIC)
0xF0	0xF0	RT_SF	- (DROP)

---

7. SDT (String Descriptor Table) 机制

7.1 SDT条目格式 (32位)

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ Bit 31-24  │  Bit 23-16  │  Bit 15-8   │    Bit 7-0            │
├────────────┼─────────────┼─────────────┼────────────────────────┤
│   Enable   │   Length    │   Offset    │   PStringTable Number │
│    使能    │   长度      │   偏移       │      并行字符串表编号   │
└────────────┴─────────────┴─────────────┴────────────────────────┘

7.2 SDT条目类型

// 禁用条目 (通配符不匹配)
#define PNIP_FILTER_STRING_DESCR_DEF_OFF  0x00000000

// 启用条目 (通配符匹配)
#define PNIP_FILTER_STRING_DESCR_DEF_ON   0x01000000

7.3 ERTEC200P SDT索引分配

索引范围      用途
───────────────────────────────────────────────────────────
0x00-0x09    DCP过滤器 (5组 TYPE+TLV)
0x0A-0x49    DCP-Hello过滤器 (32组 LEN+TLV)
0x4A         ARP IP地址过滤器
0x4B-0x4F    保留

7.4 HERA SDT索引分配

索引范围      用途
───────────────────────────────────────────────────────────
0x00-0x03    DCP并行字符串表 (PSTable)
  ├── 0x00   DCP_HELLO_TLV_PSTABLE_1
  ├── 0x01   DCP_HELLO_TLV_PSTABLE_2
  ├── 0x02   DCP_IDENTIFY_TLV_PSTABLE
  └── 0x03   DCP_IDENTIFY_TYPE_PSTABLE
0x04-0x06    ARP IP地址过滤器 (3个IP地址)
  ├── 0x04   ARP_IP_0
  ├── 0x05   ARP_IP_1
  └── 0x06   ARP_IP_2
0x50         广播MAC地址 (IPv6)

---

8. RX Ring 机制

8.1 Ring索引定义

// ERTEC200P / HERA 通用
#define EDDP_HWF_ARD_INDEX_DROP        0x0   // 丢弃
#define EDDP_HWF_ARD_INDEX_OTHER       0x1   // 其他
#define EDDP_HWF_ARD_INDEX_IP_MISC     0x2   // IP杂项
#define EDDP_HWF_ARD_INDEX_IP_TCP      0x3   // TCP
#define EDDP_HWF_ARD_INDEX_IP_UDP      0x4   // UDP
#define EDDP_HWF_ARD_INDEX_ALARM       0x5   // 报警
#define EDDP_HWF_ARD_INDEX_DCP         0x6   // DCP
#define EDDP_HWF_ARD_INDEX_PTCP_ANN    0x7   // PTCP通告
#define EDDP_HWF_ARD_INDEX_LLDP        0x8   // LLDP
#define EDDP_HWF_ARD_INDEX_MRP         0x9   // MRP
#define EDDP_HWF_ARD_INDEX_MISC        0xA   // 杂项(TSYNC/FWL)

// KRISC专用 (时间同步)
#define EDDP_HWF_ARD_IDX_K32_SNC_CLOCK 0x1D  // 时钟同步
#define EDDP_HWF_ARD_IDX_K32_SNC_TIME  0x1E  // 时间同步
#define EDDP_HWF_ARD_IDX_K32_SNC_DELAY 0x1F  // 延迟

// HERA专用
#define EDDP_HERA_HWF_ARD_INDEX_HSYNC  0xB   // 硬件同步

8.2 Ring使用掩码

// ERTEC200P
#define EDDP_HWF_ARD_HWF_USED_RINGS    0xE0000FFF  // 所有使用的Ring
#define EDDP_HWF_ARD_K32_USED_RINGS    0xE0000000  // KRISC处理的Ring
#define EDDP_HWF_ARD_NRT_USED_RINGS    0x00000FFF  // NRT处理的Ring

// HERA
#define EDDP_HERA_HWF_ARD_HWF_USED_RINGS 0xE0000FFF
#define EDDP_HERA_HWF_ARD_NRT_RINGS_HIGH 0x00000B00  // 高优先级NRT Ring
#define EDDP_HERA_HWF_ARD_NRT_RINGS_LOW  0x000004FF  // 低优先级NRT Ring

---

9. 过滤器使能掩码

9.1 ERTEC200P掩码

#define EDDP_HWF_OTHER_MASK    0x0001   // Fragment 00
#define EDDP_HWF_IP_MASK       0x0002   // Fragment 01
#define EDDP_HWF_ARP_MASK      0x0004   // Fragment 02
#define EDDP_HWF_MRP_MASK      0x0008   // Fragment 03
#define EDDP_HWF_LLDP_MASK     0x0010   // Fragment 04
#define EDDP_HWF_PN_DCP_MASK   0x0020   // Fragment 05
#define EDDP_HWF_ALARM_MASK    0x0040   // Fragment 06
#define EDDP_HWF_LEN_MASK      0x0080   // Fragment 07
#define EDDP_HWF_PTCP_MASK     0x0100   // Fragment 08
#define EDDP_HWF_CT_MASK       0x4000   // Fragment 14
#define EDDP_HWF_SF_MASK       0x8000   // Fragment 15
#define EDDP_HWF_ALL_CODE_MASK 0xC1FF   // 全部启用

9.2 HERA掩码

#define EDDP_HERA_HWF_OTHER_MASK    0x0001   // Fragment 00
#define EDDP_HERA_HWF_IP4_MASK      0x0002   // Fragment 01
#define EDDP_HERA_HWF_ARP_MASK      0x0004   // Fragment 02
#define EDDP_HERA_HWF_MRP_MASK      0x0008   // Fragment 03
#define EDDP_HERA_HWF_LLDP_MASK     0x0010   // Fragment 04
#define EDDP_HERA_HWF_PN_DCP_MASK   0x0020   // Fragment 05
#define EDDP_HERA_HWF_ALARM_MASK    0x0040   // Fragment 06
#define EDDP_HERA_HWF_LEN_MASK      0x0080   // Fragment 07
#define EDDP_HERA_HWF_PTCP_MASK     0x0100   // Fragment 08
#define EDDP_HERA_HWF_IP6_MASK      0x0200   // Fragment 09
#define EDDP_HERA_HWF_HSYNC_MASK    0x0400   // Fragment 10
#define EDDP_HERA_HWF_ALL_CODE_MASK 0x07FF   // 全部启用

---

10. 初始化流程

10.1 EDDP_HWCInitFilterCode()

EDD_RSP EDDP_HWCInitFilterCode(
    EDDP_LOCAL_DDB_PTR_TYPE pDDB,
    LSA_UINTPTR nApiCtrlCodeHostAddr)

功能: 将过滤器代码加载到API-CtrlRAM并设置片段寄存器

流程:

1. 将物理地址转换为主机地址
2. 根据芯片版本选择对应的过滤器代码:
   • Rev1/Rev2: eddp_hwfiltercode[]
   • Rev3 (HERA): eddp_herahwfiltercode[]
   • Rev4 (I8): eddp_I8hwfiltercode[]
3. 写入过滤器代码到RAM
4. 配置16个FILTERCODEBASE_IFA寄存器

10.2 EDDP_HWCInitDisabledSdtEntries()

EDD_RSP EDDP_HWCInitDisabledSdtEntries(
    EDDP_LOCAL_DDB_PTR_TYPE pDDB,
    LSA_UINTPTR nApiCtrlSdtBaseHostAddr)

功能: 初始化SDT表，设置默认禁用状态

流程:

1. 遍历所有SDT条目
2. 对于ARP条目，设置为通配符匹配
3. 对于DCP条目，配置并行字符串表参数
4. 其他条目设置为禁用状态

10.3 EDDP_HWCSetRegisterToDefaults()

EDD_RSP EDDP_HWCSetRegisterToDefaults(
    EDDP_LOCAL_DDB_PTR_TYPE pDDB)

功能: 重置统计和错误寄存器

流程:

1. 清除错误状态寄存器
2. 清除错误事件寄存器
3. 禁用LOG功能
4. 清除DROP计数器
5. 对于Rev4，清除公共存储寄存器

---

11. 辅助函数

11.1 数据读写函数

函数名	功能
EDDP_HWCWriteDataToRAM	写数据到API-CtrlRAM
EDDP_HWCReadDataFromRAM	从API-CtrlRAM读数据
EDDP_HWCWriteSdtEntry	写SDT条目
EDDP_HWCReadSdtEntry	读SDT条目
EDDP_HWCUpdateSdtString	更新SDT字符串

11.2 查询函数

函数名	功能
EDDP_HWCGetHWFilterVersion	获取过滤器版本字符串
EDDP_HWCGetFilterCtrlStructurePtr	获取过滤器控制结构指针

---

12. 过滤器版本信息

12.1 版本字符串位置

芯片	偏移	大小
ERTEC200P	0x5D8	8字节
HERA	0x7A8	8字节
I8	(定义在对应头文件)	8字节

12.2 版本格式

0x56, 0x31, 0x2E, 0x30, 0x30, 0x72, 0x31, 0x00
// 'V', '1', '.', '0', '0', 'r', '1', '\0'

---

13. 帧类型匹配汇总表

EtherType	FrameID/特征	过滤器片段	FDC	RX Ring	处理方式
其他	-	00 (OTHER)	0x8000	0	DROP
0x0800	IP/ICMP	01 (IP)	0x10	0xA	PASS
0x0800	IP/IGMP	01 (IP)	0x11	0xA	PASS
0x0800	IP/TCP	01 (IP)	0x12	0x3	PASS
0x0800	IP/UDP	01 (IP)	0x13	0x4	PASS
0x0800	UDP/DCP	01 (IP)	0x15	0x6	PASS
0x0806	ARP	02 (ARP)	0x20	0x2	PASS
0x88E3	MRP	03 (MRP)	0x30	0x9	PASS
0x80E1	DLR	03 (MRP)	0x30	0x9	PASS
0x88CC	LLDP	04 (LLDP)	0x40	0x8	PASS
0x8892	DCP	05 (PN_DCP)	0x50	0x6	PASS
0x8892	DCP-Hello	05 (PN_DCP)	0x51-0x7C51	0x6	PASS
0x8892	Alarm	06 (ALARM)	0x60	0x5	PASS
<0x0800	802.3/DCP	07 (LEN)	0x70	0x6	PASS
<0x0800	TSYNC	07 (LEN)	0x71	0xA	PASS
0x88F7	PTP	08 (PTCP)	0x80-0x86	0x1D-0x1F	PASS
0x8892	PTCP	08 (PTCP)	0x80-0x86	0x1D-0x1F	PASS
0x86DD	IPv6	09 (IP6)	-	-	PASS
0x800A	HSYNC	10 (HSYNC)	0x90	0xB	PASS
0x8892	0x0100-0xBFFF	14 (RT_CT)	-	-	CYCLIC
0x8892	其他	15 (RT_SF)	0x80F0	-	DROP

---

14. 调试与诊断

14.1 错误状态寄存器

• PNIP_REG_FILTERERRSTATUS_IFA: 过滤器错误状态
• PNIP_REG_FILTERERREVENT_IFA: 过滤器错误事件

14.2 DROP计数器

每个过滤器片段有对应的DROP计数器:

for (idx = 0; idx < 16*4; idx += 4) {
    EDDP_HAL_REG32_WRITE(pDDB, PNIP_REG_DROPCOUNT_IFA_00 + idx, 0);
}

14.3 LOG控制

EDDP_HAL_REG32_WRITE(pDDB, PNIP_REG_LOGCONTROL_IFA, 0);  // 禁用LOG

---

15. 安全考虑

1. 边界检查: 所有SDT索引和Store索引都有编译时检查
2. 版本验证: 初始化时检查芯片版本，不支持版本触发FATAL错误
3. 内存对齐: HERA芯片使用32位对齐访问
4. 缓冲区验证: 读写操作前验证指针非空

---

16. 性能优化

1. 硬件加速: 过滤在硬件层面执行，零CPU开销
2. 并行匹配: HERA支持并行字符串表(PSTable)加速DCP匹配
3. Ring隔离: 高/低优先级帧使用不同RX Ring，避免优先级反转
4. KRISC卸载: 时间同步帧直接由KRISC协处理器处理

---

附录 A: 指令集参考

Opcode	名称	语法	说明
0x00	SKIP	`SKIP	n`
0x01	PASS	`PASS	FDC
0x02	DROP	`DROP	FDC`
0x03	CYCLIC	`CYCLIC	0
0x0x	SCMP	`SCMP	lbl
0x80	SV_EQU	`SV_EQU	lbl
0x81	SV_NEQ	`SV_NEQ	lbl
0x83	SV_LT	`SV_LT	lbl
0x84	SV_GTE	`SV_GTE	lbl
0x87	SM_STORE	`SM_STORE	skip
0x89	SM_NEQ	`SM_NEQ	lbl

---

附录 B: 相关寄存器

寄存器	说明
PNIP_REG_FILTERCODEBASE_IFA_00-15	过滤器代码基址
PNIP_REG_FILTERERRSTATUS_IFA	错误状态
PNIP_REG_FILTERERREVENT_IFA	错误事件
PNIP_REG_LOGCONTROL_IFA	LOG控制
PNIP_REG_DROPCOUNT_IFA_00-15	DROP计数
PNIP_R4_REG_APIFILTER_CONTROL_STORE_R45	Rev4控制存储
PNIP_R4_REG_APIFILTER_CONTROL_STORE_R67	Rev4控制存储

---

附录 C: PROFINET Frame Identification Table

Destination MAC	EtherType (Hex)	FrameID / Feature (Hex)	Meaning	Protocol
01-0E-CF-00-00-00	0x8892	0xFEFE	DCP Identify Request/Response	DCP
01-0E-CF-00-00-01	0x8892	0xFEFC	DCP Hello Request	DCP
Unicast	0x8892	0xFEFD	DCP Get/Set Request & Response	DCP
01-0E-CF-00-00-02 -- 00-00-1F	0x8892	N/A	Reserved for other applications	DCP
01-0E-CF-00-00-20 -- 00-00-3F	0x8892	0xFEFE	Identifiable DCP Identify Request	DCP
01-0E-CF-00-00-40 -- 00-00-FF	0x8892	N/A	Reserved for other applications	DCP
Unicast/Multicast 01-0E-CF-00-01-01	0x8892	0x0100 -- 0x06FF	RT_CLASS_3 Real-time Data (Non-redundant/DFP)	RTC
Unicast/Multicast	0x8892	0x0700 -- 0x0FFF	RT_CLASS_3 Real-time Data (Redundant Ring)	RTC
Unicast/Multicast	0x8892	0x1000 -- 0x47FF	Reserved	RTC
Unicast/Multicast	0x8892	0x1000 -- 0x2FFF	Time-aware Streams (Unicast)	RTC (Streams)
Unicast/Multicast	0x8892	0x3800 -- 0x3FFF	Time-aware Streams (Multicast)	RTC (Streams)
Multicast	0x8892	0x8000 -- 0xBBFF	Non-redundant Real-time Data RT_CLASS_1 (GREEN)	RTC / RTA
Unicast	0x8892	0xBC00 -- 0xBFFF	Non-redundant Real-time Data RT_CLASS_1 (GREEN)	RTC / RTA
Unicast	0x8892	0xC000 -- 0xCFFF	RT_CLASS_UDP (Unicast)	RTC1 (UDP)
Unicast	0x8892	0xD000 -- 0xDFFF	RT_CLASS_UDP (Unicast) with Security	RTC1 (UDP) Security
Multicast	0x8892	0xE000 -- 0xF3FF	Reserved	Reserved
Multicast	0x8892	0xF400 -- 0xF7FF	RT_CLASS_UDP (Unicast) with Security	RTC1 (UDP)
Unicast/Multicast	0x8892	0xF800 -- 0xFBFF	RT_CLASS_UDP (Unicast)	RTC1 (UDP)
Unicast/Multicast	0x8892	0xFC01	High Priority Alarm (Alarm_High)	RTA
Unicast/Multicast	0x8892	0xFC41	High Priority Alarm (Alarm_High) with Security	RTA
Unicast/Multicast	0x8892	0xFE01	Low Priority Alarm (Alarm_Low)	RTA
Unicast/Multicast	0x8892	0xFE41	Low Priority Alarm (Alarm_Low) with Security	RTA
Unicast/Multicast	0x8892	0xFE02	Remote Service Interface (FREQ, FRSP, ACK, ERR)	RSI
Unicast/Multicast	0x8892	0xFE42	Remote Service Interface (FREQ, FRSP, ACK, ERR) Security	RSI
Multicast (01-0E-CF-00-04-20 etc.)	0x8892	0x0020	PTCP RTSync PDU (with FollowUp)	PTCP
Multicast (01-0E-CF-00-04-80 etc.)	0x8892	0x0080	PTCP RTSync PDU (without FollowUp)	PTCP
Multicast (01-0E-CF-00-04-00)	0x8892	0xFF00	PTCP Announce PDU (Working Clock Sync)	PTCP
Multicast (01-0E-CF-00-04-40 etc.)	0x8892	0xFF20	PTCP FollowUp PDU (Working Clock Sync)	PTCP
Multicast (01-80-C2-00-00-0E etc.)	0x8892	0xFF40	PTCP Delay Request PDU	PTCP
Multicast (01-80-C2-00-00-0E etc.)	0x8892	0xFF41	PTCP Delay Response PDU (with FollowUp)	PTCP
Multicast (01-80-C2-00-00-0E etc.)	0x8892	0xFF42	PTCP Delay FollowUp Response PDU (with FollowUp)	PTCP
Multicast (01-80-C2-00-00-0E etc.)	0x8892	0xFF43	PTCP Delay Response PDU (without FollowUp)	PTCP
Any	0x8892	0xFF80 -- 0xFF8F	Fragmentation Protocol Frames	FRAG
Multicast (01-80-C2-00-00-00 ~ 0F)	0x88E3	N/A	Media Redundancy Protocol	MRP
Multicast (01-80-C2-00-00-00 ~ 0F)	0x88CC	N/A	Link Layer Discovery Protocol	LLDP
Any	0x0800	N/A	IPv4 Packets (TCP, UDP, ICMP, etc.)	IP Suite
Any	0x0806	N/A	Address Resolution Protocol	ARP
Any	0x88F7	N/A	Precision Time Protocol (gPTP / IEEE 1588)	PTP
Any	0xF1C1	N/A	Seamless Redundancy (IEEE 802.1CB)	RTI (Redundancy)
Multicast (01-00-5E-xx-xx-xx)	0x0800	N/A	IP Multicast Traffic (Mapped to RT_CLASS_UDP range)	IP/UDP

---