基于NXP RT系列构建AVB Switch&Endpoint平台指南

在音频传输场景中，传统以太网难以满足 “低时延、同步传输” 需求，而 AVB（Audio Video Bridging，音频视频桥接）技术通过 IEEE 802.1Qav（带宽预留）、IEEE 1588（精确时钟同步）等标准，实现多点音频的实时传输。本文基于 NXP RT1170（Endpoint）与 RT1180 / 第三方 MOTU（AVB Switch），详细讲解从硬件选型、软件配置到数据包分析的完整平台构建流程，适用于工业音频、智能家居、车载娱乐等多点音频传输场景。

1.平台核心架构与价值

AVB 平台的核心需求是 “1 个音频源（Talker）向多个接收端（Listener）同步传输音频”，需通过 AVB Switch 实现数据转发。本文构建的平台包含 3 类核心组件，具体架构如下：

1.1 平台组成与功能定位

1.2 应用场景

• 工业音频监控：工厂多个区域的麦克风（Talker）通过 AVB 传输到中控室多个音箱（Listener）；
• 智能家居音频：客厅音箱（Talker）向卧室、厨房的接收端（Listener）同步传输音乐；
• 车载娱乐：车载主机（Talker）向多个座椅的音频模块（Listener）传输语音或音乐。

2.软硬件准备（必选配置）

需严格匹配硬件型号与软件版本，避免兼容性问题，核心资源清单如下：

2.1 硬件清单与接线要求

2.2 软件与固件资源

3.Step 1：配置 RT1170 AVB Endpoint（Talker/Listener）

RT1170 作为 Endpoint，需先烧录 AVB 固件，再通过串口配置角色（Talker/Listener），核心步骤如下：

3.1 固件烧录（RT1170）

1. 进入 Serial Download 模式：调整 RT1170-EVK 的拨码开关（SW5）：1-OFF、2-OFF、3-OFF、4-ON，连接 USB-C 线（J33）到 PC。
2. 烧录avb_app.bin：从 RT1170 Stack 的以下路径获取固件：genavb_tsn-mcuxpresso-SDK_2_13_0-5_6_1binariesgenavb-avb_audio_app-evaluation-freertos_rt1176-5_6_1.targenavb-avb_audio_app-evaluation-freertos_rt1176-5_6_1releaseavb_app.bin  使用 MCUBootUtility 选择 “MIMXRT1176” 型号，加载固件，点击 “Download”。
3. 切换到 Internal Boot 模式：烧录完成后，调整拨码开关：1-OFF、2-ON、3-OFF、4-OFF，重启开发板。

3.2 进入 Shell 配置界面

1. 打开串口工具：连接 RT1170 的 UART（J28）到 PC，配置波特率 115200、8N1，重启开发板。
2. 进入 Shell：开发板串口会持续打印日志，按下键盘INSERT 键，进入 shell 命令行（提示符为#）。

3.3 Talker 配置（1 块 RT1170）

在 shell 中执行以下命令（配置时钟角色、MAC 地址等）：

cd ..                  # 返回根目录
ls                     # 确认目录存在
mkdir avb_app          # 创建AVB配置目录
write avb_app/mclock_role 0  # 0=Talker（时钟主设备）
mkdir avdecc           # 创建AVDECC配置目录
write avdecc/btb_mode 0      # 0=非回环模式
mkdir fgptp             # 创建gPTP配置目录
write fgptp/gmCapable 1      # 1=支持作为时钟主设备（GM）
mkdir port0             # 创建网口0配置目录
write port0/hw_addr 00:22:33:44:55:66  # 设置Talker的MAC地址

3.4 Listener 配置（2 块 RT1170）

每块 Listener 执行以下命令（需绑定 Talker 的 MAC 地址）：

cd ..                  # 返回根目录
mkdir avb_app          # 创建AVB配置目录
write avb_app/mclock_role 1  # 1=Listener（时钟从设备）
mkdir avdecc           # 创建AVDECC配置目录
write avdecc/btb_mode 1      # 1=回环模式（接收Talker数据）
write avdecc/talker_id 0x00049f4455660000  # Talker ID（格式：0x00049f + Talker MAC的倒序，即4455660000）

4.Step 2：配置 AVB Switch（两种方案）

AVB Switch 是平台的核心转发组件，本文提供两种方案：第三方 MOTU（即插即用）和 NXP RT1180（需配置固件），用户可根据需求选择。

4.1 方案 1：MOTU AVB Switch（推荐新手）

MOTU 是 AVB 专用交换机，无需软件配置，仅需接线：

1. 接线步骤：
   • 将 Talker 的 ENET 网口（RT1170 的 ENET0）用网线接入 MOTU 的任意网口；
   • 将 2 个 Listener 的 ENET 网口（RT1170 的 ENET0）分别接入 MOTU 的其他网口；
   • 确保 MOTU 通电，网口指示灯亮（绿色为连接正常，闪烁为数据传输）。
2. 优势：无需配置固件，适合快速验证 Endpoint 功能，避免 Switch 端的配置错误。

4.2 方案 2：RT1180-EVK 作为 AVB Switch（需固件配置）

RT1180 的 CM33 内核支持 TSN Bridge 功能（即 AVB Switch），需烧录专用固件并配置启动模式：

4.2.1 固件准备与修改

1. 获取 RT1180 的 TSN 固件：从 RT1180 Stack 的以下路径获取tsn_app.bin（CM33 内核，支持 Switch 功能）：genavb_tsn-mcuxpresso-SDK_2_15_0-6_0_0binariesgenavb-tsn_app-evaluation-freertos_rt1189_cm33-6_0_0releasetsn_app.bin
2. 修改 MCUBootUtility 配置：打开NXP-MCUBootUtility-6.2.0srctargetsMIMXRT1189bltargetconfig.py，修改内存地址（关键！避免烧录错误）：

# 注释原配置
# flexspiNorMemBase0 = 0x38000000  # CM33 Secure
# flexspiNorMemBase0Ns = 0x28000000  # CM33 Non-Secure
# 新配置
flexspiNorMemBase0 = 0x28000000  # CM33 Non-Secure（Switch固件用非安全地址）
flexspiNorMemBase0Ns = 0x38000000  # CM33 Secure

4.2.2 烧录与启动模式配置

1. 进入 Serial Download 模式：调整 RT1180-EVK 的拨码开关（SW5）：1-OFF、2-OFF、3-OFF、4-ON，连接 USB-C 线（J33）到 PC。
2. 烧录tsn_app.bin：用 MCUBootUtility 选择 “MIMXRT1189” 型号，加载tsn_app.bin，烧录地址设为0x2800b000，点击 “Download”。
3. 切换到 QSPI 启动模式：烧录完成后，调整拨码开关：1-OFF、2-ON、3-OFF、4-OFF，重启 RT1180。

4.2.3 网口接线（RT1180 Switch）

RT1180 的 Logical Port 与物理端口对应关系如下，需使用 ENET0-ENET3 作为 Switch 端口：

接线步骤：

• Talker 的 ENET0 → RT1180 的 ENET0；
• Listener 1 的 ENET0 → RT1180 的 ENET1；
• Listener 2 的 ENET0 → RT1180 的 ENET2。

5.Step 3：AVB 数据包分析（Wireshark 抓包）

为验证 AVB 数据传输，需通过端口镜像抓取数据包，分析 AVTP（AVB Transport Protocol）结构，步骤如下：

5.1 配置 NETGEAR 交换机（端口镜像）

1. 登录交换机管理界面：用网线连接 PC 到 NETGEAR GS105E 的端口 1，在浏览器输入交换机 IP（默认 192.168.0.239），登录后进入 “Port Mirroring Configuration”。
2. 设置镜像规则：
   • 选择 “Mirroring Source Ports”：端口 2、3（接 Talker 和 Listener）；
   • 选择 “Mirroring Destination Port”：端口 1（接 PC）；
   • 点击 “Apply” 保存配置。

5.2 抓取与分析 AVB 数据包

1. 连接抓包链路：
   • Talker → NETGEAR 端口 2；
   • Listener 1 → NETGEAR 端口 3；
   • PC（抓包） → NETGEAR 端口 1；
   • NETGEAR 端口 4 → AVB Switch（MOTU/RT1180）。
2. 启动 Wireshark 抓包：
   • 选择 PC 的有线网卡，设置过滤条件 “avtp”（仅显示 AVB 传输协议数据包）；
   • 启动 Talker 的音频采集（接麦克风），Listener 的音箱应输出音频，此时 Wireshark 开始抓取 AVTP 数据包。

5.3 数据包结构解读

标准 AVTP 数据包遵循 IEEE 1722 协议，结构如下：

常见现象解释：若 Listener 的双音箱仅单声道发声，是因 RT1170 AVB Stack 默认仅采集单通道麦克风数据，需修改 stack 源码中的音频采集配置（如启用双通道）。

6.常见问题与避坑指南

7.总结

本文基于 NXP RT1170（Endpoint）与 RT1180/MOTU（AVB Switch），实现了 “1 个 Talker→2 个 Listener” 的 AVB 音频传输平台。核心要点包括：

1. RT1170 的角色配置（Talker 需设时钟主设备，Listener 需绑定 Talker ID）；
2. RT1180 作为 Switch 需用 CM33 内核固件，且修改烧录内存地址；
3. 数据包分析需通过端口镜像，理解 AVTP 协议结构与单通道音频的原因。

该平台可扩展至更多 Listener（如 4 个），仅需增加 RT1170 并接入 AVB Switch，适用于各类多点音频同步传输场景。

《如何构建RT AVB switch&endpoint平台》资料获取：https://www.nxpic.org.cn/document/id-18072