專利名稱：一種嵌入式以太網(wǎng)控制接口模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種以太網(wǎng)控制接口模塊，尤其是一種基于嵌入式系統(tǒng)，通過(guò)通 用串行總線(USB)接口轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的以太網(wǎng)控制接口模塊。
背景技術(shù)：
目前，以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的使用非常廣泛，在電力系統(tǒng)、工業(yè)控制等領(lǐng)域?qū)晒芾硇途W(wǎng)絡(luò) 設(shè)備的需求也日益提高，如可網(wǎng)管型交換機(jī)、路由器等。在中高端通信領(lǐng)域，一般采用以 PowerPC微處理器為核心，使用媒體無(wú)關(guān)接口(MII)的以太網(wǎng)控制電路作為以太網(wǎng)控制接 口模塊。這種控制方式使用的處理器及周邊器件采購(gòu)成本較高，制板焊接技術(shù)難度較大。 另外，由于使用的接口形式要求控制模塊到交換芯片的距離較短，控制模塊必需與交換芯 片布置在同一塊電路板上，不利于靈活布局。同時(shí)，由于控制模塊電路設(shè)計(jì)要求遠(yuǎn)比交換芯 片電路的設(shè)計(jì)要求高，兩部分電路做在同一塊電路板上，增加了不必要的制板成本。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種制版成本低廉且利于布局的以太網(wǎng)控制接口模塊。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是提供了一種嵌入式以太網(wǎng)控制接口 模塊，其特征在于，包括x86模塊，x86模塊通過(guò)USB接口電路連接USB 2.0轉(zhuǎn)以太網(wǎng)控制 器轉(zhuǎn)換電路，USB轉(zhuǎn)以太網(wǎng)控制器轉(zhuǎn)換電路分別連接配置電路及MII接口電路。進(jìn)一步，所述USB 2. 0轉(zhuǎn)以太網(wǎng)控制器轉(zhuǎn)換電路包括依次連接的USB物理層模塊、 USB控制器、FIFO控制器及以太網(wǎng)物理層模塊，F(xiàn)IFO控制器帶有緩存器。本實(shí)用新型提供的一種嵌入式以太網(wǎng)控制接口模塊使用了性價(jià)比較高的x86模 塊，比通信領(lǐng)域常用的PowerPC更適宜工業(yè)控制領(lǐng)域的通信應(yīng)用；使用了集成的USB轉(zhuǎn)以太 網(wǎng)控制器，器件占用的空間小，便于靈活布置在被控交換芯片附近，從而增加了 MII接口的 抗干擾能力，也降低了電路布線的難度；使用的USB接口具有很強(qiáng)的可擴(kuò)展性，若通過(guò)USB HUB分路，能輕易地獲得多路以太網(wǎng)控制接口，同時(shí)控制多個(gè)以太網(wǎng)設(shè)備。USB接口的硬件 設(shè)計(jì)限制少，便于使用插接式的電路連接方式，將制作難度較大，電路板制作成本較高但面 積較小的CPU模塊與制作難度較小，電路板制作成本較低但面積較大的以太網(wǎng)交換電路連 接起來(lái)，能減少可網(wǎng)管型以太網(wǎng)通信設(shè)備開(kāi)發(fā)的復(fù)雜度，降低電路設(shè)計(jì)制作成本，增加以太 網(wǎng)控制應(yīng)用的靈活性。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本實(shí)用新型的程序結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合實(shí)施例來(lái)具體說(shuō)明本實(shí)用新型。實(shí)施例如圖1所示，為本實(shí)用新型提供的一種嵌入式以太網(wǎng)控制接口模塊的結(jié)構(gòu)，主要 包括x86模塊101、USB轉(zhuǎn)以太網(wǎng)控制器轉(zhuǎn)換電路102、配置電路103、USB接口電路104和 MII接口電路105。X86模塊101為獨(dú)立的模塊電路板。USB轉(zhuǎn)以太網(wǎng)控制器轉(zhuǎn)換電路102采用USB2. 0 協(xié)議，該轉(zhuǎn)換電路、配置電路103及MII接口電路105與需要控制的交換芯片布置在同一電 路板上，轉(zhuǎn)換電路盡可能靠近交換芯片，使得MII接口電路105的布線長(zhǎng)度盡可能短。X86模塊101集成了 32位80486兼容微處理器CPU芯片106、128M容量的Flash存儲(chǔ)器 107、256M容量的DDR2RAM存儲(chǔ)器108，在模塊電路板上提供了 1對(duì)USB數(shù)據(jù)收發(fā)信號(hào)插針109。USB轉(zhuǎn)以太網(wǎng)控制器轉(zhuǎn)換電路102為QFN56封裝的集成芯片，內(nèi)部的功能模塊包括 兼容USB 2. 0標(biāo)準(zhǔn)的USB物理層模塊110、USB 2. 0標(biāo)準(zhǔn)的USB控制器111、帶有緩存容量 為30KB緩存器112的FIFO控制器113、兼容IEEE 802. 3和IEEE802. 3u標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)物理 層模塊114。配置電路103為USB轉(zhuǎn)以太網(wǎng)控制器轉(zhuǎn)換電路102的外圍電路，提供USB物理層 模塊110的基準(zhǔn)電阻、USB控制器111的基準(zhǔn)電阻、USB控制器111的內(nèi)核電壓濾波和無(wú) EEPROM啟動(dòng)配置的功能。USB接口電路104使用插接結(jié)構(gòu)，使用與USB數(shù)據(jù)收發(fā)信號(hào)插針109相配套的插 座，連接x86模塊101和USB 2. 0轉(zhuǎn)以太網(wǎng)控制器轉(zhuǎn)換電路102。MII接口電路105用于連接以太網(wǎng)控制器和具有MII接口的交換芯片。包含的數(shù) 據(jù)信號(hào)如表1所示。表IMII接口數(shù)據(jù)信號(hào)表 如圖2所示為本實(shí)用新型內(nèi)部程序結(jié)構(gòu)。以太網(wǎng)接口控制模塊的驅(qū)動(dòng)程序基于 Linux操作系統(tǒng)，這是一種具有豐富網(wǎng)絡(luò)功能的操作系統(tǒng)，是整個(gè)程序結(jié)構(gòu)的核心。所述程 序結(jié)構(gòu)中，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議接口層201提供統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收發(fā)程序，將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)傳遞到 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接口層202，并讀取網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接口層202提交的數(shù)據(jù)，傳遞給上層應(yīng)用程序。網(wǎng)絡(luò) 設(shè)備接口層202提供一組網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序接口，具有以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀的封裝、解包，網(wǎng)絡(luò)設(shè) 備配置管理、狀態(tài)查詢、中斷處理等功能。由于需使用USB接口收發(fā)數(shù)據(jù)，因此發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)， 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接口層202將待發(fā)送的數(shù)據(jù)包和管理信息傳遞給USB接口轉(zhuǎn)換電路驅(qū)動(dòng)程序203， 接收數(shù)據(jù)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接口層202讀取USB接口轉(zhuǎn)換電路驅(qū)動(dòng)程序203提交的數(shù)據(jù)包和管 理信息。USB接口轉(zhuǎn)換電路驅(qū)動(dòng)程序203將需發(fā)送的數(shù)據(jù)或管理信息封裝為USB轉(zhuǎn)以太網(wǎng) 控制器轉(zhuǎn)換電路102能識(shí)別的USB數(shù)據(jù)幀，并將USB核心程序204提交的USB數(shù)據(jù)幀解包， 向網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接口層202提交。USB核心程序204是一個(gè)通用的USB驅(qū)動(dòng)程序框架，通過(guò)調(diào)用 USB控制器驅(qū)動(dòng)程序205實(shí)現(xiàn)USB數(shù)據(jù)硬件收發(fā)功能。USB轉(zhuǎn)以太網(wǎng)控制器轉(zhuǎn)換電路102實(shí)現(xiàn)USB數(shù)據(jù)信號(hào)和MII數(shù)據(jù)信號(hào)的雙向轉(zhuǎn)換功 能，USB數(shù)據(jù)信號(hào)向MII數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換時(shí)，USB物理層模塊110通過(guò)USB接口電路104接收USB 數(shù)據(jù)幀，經(jīng)由USB控制器111送往FIFO控制器113的傳輸隊(duì)列中。FIFO控制器113將傳輸隊(duì) 列中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)控制數(shù)據(jù)傳送到以太網(wǎng)物理層模塊114，最后由MII接口電路發(fā)送 到交換芯片。如果是網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，經(jīng)由4位發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送；如果是控制數(shù)據(jù)，則由管理數(shù)據(jù) 輸入輸出信號(hào)發(fā)送；如果是復(fù)位信號(hào)，則由復(fù)位控制信號(hào)發(fā)送。MII數(shù)據(jù)信號(hào)向USB數(shù)據(jù)信號(hào) 轉(zhuǎn)換時(shí)，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)經(jīng)4位接收數(shù)據(jù)信號(hào)接收，中斷指示信號(hào)由中斷信號(hào)接收。以太網(wǎng)物理層模 塊114收到數(shù)據(jù)后，送往FIFO控制器113的傳輸隊(duì)列并轉(zhuǎn)換為USB數(shù)據(jù)幀，由USB 2. 0控制 器111和USB物理層模塊110通過(guò)USB接口電路104發(fā)送到x86模塊101的USB接口 109。USB轉(zhuǎn)以太網(wǎng)控制器轉(zhuǎn)換電路102中FIFO控制器113的傳輸隊(duì)列由USB轉(zhuǎn)以太網(wǎng) 控制器轉(zhuǎn)換電路102內(nèi)部的SRAM 112緩存。
權(quán)利要求一種嵌入式以太網(wǎng)控制接口模塊，其特征在于，包括x86模塊(101)，x86模塊(101)通過(guò)USB接口電路(104)連接USB 2.0轉(zhuǎn)以太網(wǎng)控制器轉(zhuǎn)換電路(102)，USB轉(zhuǎn)以太網(wǎng)控制器轉(zhuǎn)換電路(102)分別連接配置電路(103)及MII接口電路(105)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種嵌入式以太網(wǎng)控制接口模塊，其特征在于，所述USB2.0轉(zhuǎn) 以太網(wǎng)控制器轉(zhuǎn)換電路(102)包括依次連接的USB物理層模塊(110)、USB控制器(111)、 FIFO控制器(113)及以太網(wǎng)物理層模塊(114)，F(xiàn)IFO控制器(113)帶有緩存器(112)。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種嵌入式以太網(wǎng)控制接口模塊，其特征在于，包括x86模塊，x86模塊通過(guò)USB接口電路連接USB 2.0轉(zhuǎn)以太網(wǎng)控制器轉(zhuǎn)換電路，USB轉(zhuǎn)以太網(wǎng)控制器轉(zhuǎn)換電路分別連接配置電路及MII接口電路。本實(shí)用新型提供的一種嵌入式以太網(wǎng)控制接口模塊電路板制作成本較低，占用的空間小，便于靈活布置。
文檔編號(hào)H04L29/10GK201623732SQ20102010153
公開(kāi)日2010年11月3日 申請(qǐng)日期2010年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月26日
發(fā)明者周勇達(dá) 申請(qǐng)人:上海埃德電子股份有限公司