本發(fā)明涉及電子信息，特別涉及一種基于單片機(jī)的多網(wǎng)卡集成裝置和軟件設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)：

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)多設(shè)備集成組合越來(lái)越復(fù)雜，多設(shè)備互聯(lián)互通需求日益增加。特別是衛(wèi)星通信終端監(jiān)控系統(tǒng)中，大多數(shù)設(shè)備的監(jiān)控管理使用以太網(wǎng)通信方式，且部分設(shè)備tcp/ip實(shí)現(xiàn)上不可在同一網(wǎng)段或需要物理隔離。

2、常用的單片機(jī)芯片，一般僅支持一個(gè)或兩個(gè)mac控制器，實(shí)現(xiàn)三個(gè)以上的獨(dú)立網(wǎng)卡完成通信功能比較困難。

3、目前常用的單片機(jī)芯片，比如國(guó)產(chǎn)兆易創(chuàng)新gd32f系列一般僅支持1個(gè)mac控制器，實(shí)現(xiàn)一路以太網(wǎng)網(wǎng)卡功能技術(shù)非常成熟，但實(shí)現(xiàn)多路比較困難。多網(wǎng)卡應(yīng)用難以通過(guò)目前常見(jiàn)的單片機(jī)簡(jiǎn)單系統(tǒng)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。若使用嵌入式linux系統(tǒng)則開(kāi)發(fā)難度大，實(shí)現(xiàn)代碼復(fù)雜，周期長(zhǎng)，軟硬件成本高，維護(hù)難度大。而基于fpga設(shè)計(jì)同樣存在成本高的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本公開(kāi)針對(duì)上述方案存在的問(wèn)題，提出一種基于單片機(jī)的多網(wǎng)卡集成設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)低成本、開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單的多網(wǎng)卡集成設(shè)計(jì)，支持多網(wǎng)卡通信設(shè)計(jì)。

2、本公開(kāi)提供的基于單片機(jī)的多網(wǎng)卡集成裝置，包括mcu最小系統(tǒng)和對(duì)外連接網(wǎng)絡(luò)，其中，所述對(duì)外連接網(wǎng)絡(luò)包括：?jiǎn)为?dú)的phy芯片，以及內(nèi)部集成有mac與phy的以太網(wǎng)控制器；

3、所述mcu經(jīng)由rmii接口連接所述單獨(dú)的phy芯片；

4、所述mcu經(jīng)由spi接口連接所述以太網(wǎng)控制器。

5、所述單獨(dú)的phy芯片和所述以太網(wǎng)控制器的另一端，分別連接不同的網(wǎng)絡(luò)變壓器，網(wǎng)絡(luò)變壓器再與rj45、jl24-12zjb等連接器相連。

6、進(jìn)一步的，所述單獨(dú)的phy芯片采用dp/sm83848(dp83848為進(jìn)口產(chǎn)品，sm83848為國(guó)產(chǎn)化產(chǎn)品)。

7、進(jìn)一步的，所述以太網(wǎng)控制器采用w/sm5100、或w5500(w5100為進(jìn)口產(chǎn)品，sm5100為國(guó)產(chǎn)化產(chǎn)品)。

8、進(jìn)一步的，所述裝置包括：兩路或兩路以上、分別經(jīng)不同spi接口與mcu連接的所述以太網(wǎng)控制器。

9、進(jìn)一步的，當(dāng)所述單獨(dú)的phy芯片或以太網(wǎng)控制器采用電流驅(qū)動(dòng)型器件時(shí)，與其連接的網(wǎng)絡(luò)變壓器中心抽頭要上拉，且網(wǎng)絡(luò)變壓器兩端要進(jìn)行阻抗匹配。

10、本公開(kāi)還提供了一種應(yīng)用于上述裝置的基于單片機(jī)的多網(wǎng)卡集成軟件平臺(tái)，包括：

11、基于單獨(dú)的phy芯片的網(wǎng)絡(luò)軟件，其中：采用lwip軟件網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的通信功能，基于μc/os-ii操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)任務(wù)的調(diào)度；

12、基于所述以太網(wǎng)控制器的底層驅(qū)動(dòng)軟件，用于實(shí)現(xiàn)所述以太網(wǎng)控制器網(wǎng)絡(luò)通信的處理。

13、進(jìn)一步的，所述基于單獨(dú)的phy芯片的網(wǎng)絡(luò)軟件的具體執(zhí)行過(guò)程包括：

14、單獨(dú)的phy芯片和mcu內(nèi)部mac的初始化；

15、lwip協(xié)議棧初始化；

16、基于socket，創(chuàng)建udp/tcp處理任務(wù)；

17、基于μc/os-ii操作系統(tǒng)，進(jìn)行通信任務(wù)調(diào)度。

18、進(jìn)一步的，所述底層驅(qū)動(dòng)軟件的具體執(zhí)行過(guò)程包括：

19、各路以太網(wǎng)控制器的初始化；

20、基于socket，創(chuàng)建udp/tcp處理任務(wù)；

21、通信任務(wù)的調(diào)度。

22、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本公開(kāi)的有益效果是：(1)實(shí)現(xiàn)了基于單片機(jī)的低成本、開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單的多網(wǎng)卡集成設(shè)計(jì)；(2)spi接口與rmii接口同時(shí)使用，能夠?qū)崿F(xiàn)多路網(wǎng)卡的集成；(3)各網(wǎng)卡可正常穩(wěn)定工作，不會(huì)造成不同網(wǎng)卡不同socket的數(shù)據(jù)錯(cuò)亂，滿足各網(wǎng)卡隔離的需求。

技術(shù)特征：

1.一種基于單片機(jī)的多網(wǎng)卡集成裝置，其特征在于，包括：mcu最小系統(tǒng)和對(duì)外連接網(wǎng)絡(luò)，其中，所述對(duì)外連接網(wǎng)絡(luò)包括：?jiǎn)为?dú)的phy芯片，以及內(nèi)部集成有mac與phy的以太網(wǎng)控制器；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述單獨(dú)的phy芯片采用dp/sm83848。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述以太網(wǎng)控制器采用w/sm5100、或w5500。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，包括：兩路或兩路以上分別經(jīng)不同spi接口與mcu連接的所述以太網(wǎng)控制器。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，當(dāng)所述單獨(dú)的phy芯片或以太網(wǎng)控制器采用電流驅(qū)動(dòng)型器件時(shí)，與其連接的網(wǎng)絡(luò)變壓器中心抽頭要上拉，且網(wǎng)絡(luò)變壓器兩端要進(jìn)行阻抗匹配。

6.一種應(yīng)用于權(quán)利要求1-5中任一所述裝置的基于單片機(jī)的多網(wǎng)卡集成軟件平臺(tái)，其特征在于，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的軟件平臺(tái)，其特征在于，所述基于單獨(dú)的phy芯片的網(wǎng)絡(luò)軟件的具體執(zhí)行過(guò)程包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的軟件平臺(tái)，其特征在于，所述底層驅(qū)動(dòng)軟件的具體執(zhí)行過(guò)程包括：

技術(shù)總結(jié)
一種基于單片機(jī)的多網(wǎng)卡集成裝置和軟件平臺(tái)，該裝置包括：?jiǎn)为?dú)的PHY芯片，經(jīng)RMII接口與MCU連接；集成有MAC與PHY的以太網(wǎng)控制器，經(jīng)SPI接口與MCU連接；允許有兩路或兩路以上以太網(wǎng)控制器，分別經(jīng)不同SPI接口與MCU連接。該裝置和軟件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了低成本、開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單的單片機(jī)多網(wǎng)卡集成設(shè)計(jì)。

技術(shù)研發(fā)人員：趙亭軍,韓寶磊,張一凡,張森枝,桂曉明,張書(shū)維,金晶,董昊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京航天科工世紀(jì)衛(wèi)星科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6