黃浦網絡接口公司
發布時間：2023-05-28 01:32:03
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摘要：介紹了一種基于AX88796B的網絡接口設計。詳細介紹了該網絡芯片的硬件結構和功能特性。創新完成了AX88796B與DSP處理器TMS320C 6722連接的硬件設計和軟件驅動設計。涉及的關鍵技術主要有AX88796B的本地總線連接、物理層網絡驅動的設計、網絡報文的發送、網絡報文的接收，以及協議層軟件的開發。系統完成后與其他網絡設備連接，經測試，網絡通信穩定可靠，在100 Mb／s的速度，負荷超過90％的情況下，沒有丟包和錯包出現，可以滿足大數據量、高速通信的要求。1前言美國TI公司的TMS320C6722是一款主要面向嵌入式應用的高性能32位DSP，它數據運算處理能力可達2 000 MIPS和1 500 FLOPS，具有豐富的片上資源，目前已經被廣泛應用在各種數字應用中。AX88796B是由臺灣ASIX公司推出的一款與NE2000兼容的快速以太網控制器，其內部集成10／100M自適應的介質訪問層MAC和物理層收發器PHY以及8K×16b的SRAM，SK支持8位、16位的通用CPU總線類型，執行基于IEEE802.3／IE-EE80.3u局域網標準的以太網控制功能，并且提供發送隊列功能來增強標準NE2000的發送性能。該控制器采用64LQFP封裝，僅占用9 mm×9mm的印制板面積，分析其性能可以滿足系統需要。2 系統硬件設計(1)AX88796B的硬件結構。AX88796B芯片內部集成了8／16位CPU接口、串行E2PROM接口、8 K×16 b的SRAM、包緩存管理、MAC、PHY、以及電源和時鐘等部件。DSP通過讀寫NE2000寄存器來控制AX88796B的工作狀態，通過DMA方式與AX88796B的內部緩存SRAM進行數據交換。芯片自動在SRAM與MAC核之間進行數據發送接收，再經由內部的PHY層發送至RJ45接口。串行 E2PROM接口可以用來連接串行EEPROM，用于存儲MAC地址，供AX88796B每次初始化時讀取。AX88796B芯片的內部結構如圖1所示。(2)系統硬件連接。主控制單元TMS320C6722B與網絡芯片AX88796B的連接方式如圖2所示。TMS320C6722B內部為32 b的總線結構，對外擴展EMIF為16 b的寬度，采用異步總線方式可以直接與網絡芯片無縫連接。片選的連接，用EM_CS2連接到網絡的CS，使AX88796B工作在186_l-ike模式，在配置引腳EECK接上拉電阻。本設計沒有連接EEPROM，所有對AX88796B的配置均由TMS320C6722B在初始化時寫入。3 系統的軟件設計AX88796B的網絡驅動程序是TMS320C6722和AX88796B硬件的接口，因此編寫網絡驅動程序模塊應滿足的主要功能有：AX88796B的初始化、報文的接收、報文的發送；(1)初始化。在AX88796B的初始化過程中除了完成對相關寄存器的定義與賦值外，還要完成對接收緩沖環的構造。對TMS320C6722B，要完成對應EMIF的設置和中斷的初始化。與網卡有關的初始化如下：(2)報文的接收。判斷AX88796B是否接收到新的數據包有2種方式：輪循和中斷。單片機用輪循方式較多。由于TMS320C6722在此還要進行其他處理，為了提高DSP性能和實時性要求，這里采用中斷方式。當網卡接收到新數據包時進入中斷，首先判斷cpr是否等于bnry，若相等，則表示接收緩沖區已被存滿，則停止接收數據包，而不會覆蓋舊的數據；若不等，則將接收緩沖區中待讀取的數據包的起始地址寫入rsar[0，1]寄存器，數據包的開始4字節寫入rbcr[O，1]寄存器，并啟動遠端DMA讀命令，通過讀取4個信息字節得到待讀取數據包的長度、接收狀態和下一個將被讀的頁的指針信息。然后通過遠端DMA讀命令，將數據包從網卡sram中讀入TMS320C6722內存中，并更新讀頁指針寄存器bnr-y，DSP每從網卡內存中讀走一頁數據，bnry便加一，這需要通過程序實現。網卡通過cpr將接收到的數據包寫入接收緩沖區，每寫完一頁，cpr將自動加一，當加到最后的空頁(這里是 pstop=0x80)時，cpr將自動恢復為接收緩沖區的首頁(pstart=Ox4c)。網卡接收關鍵性代碼如下：(3)報文的發送。報文的發送過程就是調用寫網卡函數，將報文發送到網卡的內存中去。然后將AX88796B的控制寄存器(CR)的發送位 TXP(transmit packet)位置1，即將報文發送。dsp通過遠端dma通道將網卡發送緩沖區的起始地址和要發送的字節數分別寫入rsar[O，1]和 rbcr[0，1]，然后啟動遠端dma寫命令即可將數據包寫入網卡內存，此后將字節數寫入tber[O，1]寄存器，啟動發送命令就可將數據包發送到網絡上。網卡發送的關鍵代碼如下：4 結語：在如上所述的底層硬件和軟件設計基礎上，完成了UDP和TCP／IP協議棧的軟件，系統主要使用這2個協議進行網絡數據傳輸。長期的系統在線驗證證明，在TMS320C6722上擴展的網絡接口AX88796B，傳輸可靠，性能穩定，在100 Mb／s的速度，負荷超過90％的情況下，沒有丟包和錯包出現。可見，對這種只有異步總線，又需要網絡大數據量傳輸的應用，該設計是可行的。
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使用以網際協議（Internet Protocol）為通訊基礎的插座稱為網絡插座（Internet socket）。其作用是實現導線的電氣連續性。常用的RJ45非屏蔽模塊高2cm、寬2cm、厚3cm，塑體抗高壓、阻燃，可卡接到任何M系列模式化面板、支架或表面安裝盒中，并可在標準面板上以90°（垂直）或45°斜角安裝，特殊的工藝設計至少提供750次重復插拔。模塊使用了T568-A和T568-B布線通用標簽。這種模塊是綜合布線系統中應用最多的一種模塊，無論從三類、五類、還是超五類和六類，它的外形都保持了相當的一致。按屏蔽性能分為非屏蔽模塊和屏蔽模塊。當安裝屏蔽電纜系統時，整個鏈路都必須屏蔽，包括電纜和連接件，都需要用屏蔽的信息模塊。根據模塊端接時是否需要打線來分，信息模塊有打線式與免打線式信息模塊。打線式信息模塊需用專用的打線工具將雙絞線導線壓入信息模塊的接線槽內。免打線工具設計也是模塊的人性化設計的一個體現，這種模塊端接時無需用專用刀具。
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1）第一類：主要用于語音傳輸（第一類標準主要用于80年代早期的電話電纜），與數據傳輸不同。2）第2類：1MHZ傳輸頻率，用于語音傳輸和數據傳輸，最大傳輸速率為4Mbps，在使用4MBPS規范令牌傳輸協議的舊令牌網絡中是常見的。3）第3類：指目前在ANSI和EIA/TIA568標準中規定的電纜。電纜的傳輸頻率為16MHz。它以10MbPs的最大傳輸速率用于語音傳輸和數據傳輸。主要用于10BASE-T。4）4種線路：用于語音傳輸的20MHz傳輸頻率和16Mbps數據傳輸的最大傳輸速率，主要用于基于令牌的LAN和10BASE-T/100BASE-T。5）五種導線：這些電纜增加了繞組的密度，并涂有傳輸速率為100MHz的高質量絕緣材料。它們用于語音傳輸和數據傳輸，最大傳輸速率為1000Mbps，主要用于100BASE-T和10BASE-T網絡。這是最常用的以太電纜6）超五線：超五線具有低衰減、少串擾、高衰減串擾比（ACR）和信噪比（SNR）、小延遲誤差，以及大大改善的性能。超過5線主要用于千兆以太網（1000 MbPS）。7）六種電纜：這種電纜的傳輸頻率是1MHz至250MHz，六種電纜系統在200MHz綜合衰減串擾比（PS-ACR）下應該有更大的余量，它提供的帶寬是五種電纜的兩倍。6種電纜的傳輸性能遠高于5種標準，最適合傳輸速率高于1Gbps的應用。6類與5類之間的一個重要區別在于改善了串擾和回波損耗的性能，這對于新一代全雙工高速網絡應用非常重要。在六個標準中，取消了基本鏈路模型，路由標準采用星型拓撲結構。所需的路由距離為：永久鏈路長度不能超過90m，信道長度不能超過100m。如今，我們通常使用超過五種電纜，這不是普通的，而是只有傳輸距離和速度。
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一些朋友會問，關于六類網線可以運行1000M，想購買1000M交換機作為主網，在一棟樓里，不超過100M，用六類網線設計的通用數據是500M的意思，還沒有明白它的意思嗎？上面提到的1000米和500米指的是帶寬，M是兆位，而不是米。6條線是千兆位網絡的配置。6類網線、6類網線能跑1000米嗎？1000M網絡，要求物理頻率100MHz超五類0.5線徑 OFC無氧銅線，最大頻率155MHz六類0.57線徑 OFC無氧銅線，最大頻率250MHz看起來超五類和六類跑千兆似乎沒什么區別。所以說六類網線跑千兆是可以的。1000M交換機全稱為1000Mbps網絡，指的是傳輸速率，并非指帶寬，帶寬單位為MHz.CAT6的標準帶寬為250MHz，四對雙向傳輸輕松達到1000Mbps.此類是為千兆網量身定作的。使用CAT5E也是沒有錯的。但是，一定要選擇像Enri-Link Enrique Intelligence這樣的大品牌，以確保它真正滿足千兆網絡的要求，因為在CAT 5E方面，這需要高水平的制造要求。
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昨天我介紹了路由器、交換機、貓。今天我要和大家談談如何制作RJ45電腦水晶頭和每只腳的功能。我們通常有8行，白色橙色，橙色，白色，綠色，藍色，白色，藍色，綠色，白色棕色和棕色。網線水晶頭接法有兩種；568A;白綠-綠-白橙-藍-白藍-橙-白棕-棕。568B;白橙-橙-白綠-藍-白藍-綠-白棕-棕。網絡的兩端以不同的方式連接。兩端使用相同的連接。568A或568B可以稱為直線連接。它通常用于將計算機連接到路由器、交換機、集線器等。在網絡的兩端使用不同的連接。在一端使用568A，另一端使用568B。這就是所謂的交叉連接方法。用于開關、計算機、計算機直接連接等。下面我來說說水晶頭各腳的作用；1 傳輸數據正極TX+2 傳輸數據負極TX-3 接受數據正極RX+4 當1236出現故障自動進入使用狀態5 當1236出現故障自動進入使用狀態6 接受數據負極RX-7 當1236出現故障自動進入使用狀態8 當1236出現故障自動進入使用狀態從上面可以看出真正用到數據傳輸的只有1 2 3 6，其中4 5 7 8基本上處于待機狀態，這也是前段時間有人問我的水晶頭不是8行，為什么有的只用4行？實際上，真正的數據傳輸只有12336，四線連接只要連接到1236就等于連到網絡沒有錯誤！下面介紹一下網線水晶頭的接法：準備材料；水晶頭 網線卡口鉗 網線測試儀（沒有也無所謂）沒辦法沒銀子我自己就用的這種下面是8根線路由器連接電腦接法這是常見的路由器與計算機的連接；以水晶頭金手指為前端，卡口為后端，連接按568B；白色橙-橙-白-綠-藍-白-藍-白-綠-白-棕-棕，有條件的連接可以用導線測試儀測試，只要1至8即可。明明證明連接正確，如果是四根電線只要1236個燈也正確無誤。連接到電腦路由器，可以上網！下面是四根線，路由器連接電腦線連接方法，記住順序1236別插錯了！以上就是電腦水晶頭的介紹，大家知道他的功能了嗎？
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摘要：設計了以ENC28J60 為核心的以太網接口實現方案，描述了該系統硬件架構的設計方法。在簡要介紹了以太網控制器ENC28J60 的結構、功能、外圍電路的基礎上， 對ENC28J60 與Atmega16 的SPI 通訊進行了闡述。此方案不僅成本低， 而且可以實現500Kbps 以上的傳輸速率，滿足了嵌入式系統的Internet 控制要求。1 引言隨著Internet 的出現和以太網的迅速發展， 基于以太網的設備控制越來越多。目前市場上大部分以太網控制器采用的封裝均超過80 引腳， 如RTL8019AS、DM9008、CS8900A 等。這些器件不僅結構復雜， 面積龐大， 且系統開銷較大。近來， Microchip推出全球首枚28 引腳獨立以太網控制器ENC28J60, 可為嵌入式系統提供低引腳數、低成本、精簡的遠程通訊解決方案。2 ENC28J60 網絡接口體系結構ENC28J60 是帶有行業標準串行外設接口(Serial PeripheralInterface, SPI)的獨立以太網控制器。它符合IEEE 802.3 的全部規范， 采用了一系列包過濾機制以對傳入數據包進行限制。它還提供了一個內部DMA 模塊， 以實現快速數據吞吐和硬件支持的IP 校驗和計算。與主控制器的通信通過兩個中斷引腳(INT和WOL)和SPI 腳(SO、SI、SCK、CS)實現， 數據傳輸速率高達10Mb/s.兩個專用的引腳(LEDA、LEDB)用于連接LED, 進行網絡活動狀態指示。圖1 所示為ENC28J60 的典型應用電路。ENC28J60 由7 個主要功能模塊組成：SPI 接口， 充當主控制器和ENC28J60 之間通信通道; 控制寄存器， 用于控制和監視ENC28J60; 雙端口RAM緩沖器， 用于接收和發送數據包; 判優器，當DMA、發送和接收模塊發出請求時對RAM緩沖器的訪問進行控制; 總線接口， 對通過SPI 接收的數據和命令進行解析;MAC 模塊：實現符合IEEE 802.3 標準的MAC 邏輯; PHY 模塊， 對雙絞線上的模擬數據進行編碼和譯碼。ENC28J60 還包括其他支持模塊， 諸如振蕩器、片內穩壓器、電平變換器(提供可以接受5V 電壓的I/O 引腳)和系統控制邏輯。根據以上說明， ENC28J60 應用于嵌入式網絡接口是非常合適的， 有廣闊的應用發展前景。3 ENC28J60 在嵌入式網絡接口的應用3.1 硬件電路設計利用ENC28J60 可以構成不同功能的網絡終端節點， 如網絡服務器、帶Internet 功能的設備、遠程監控(數據采集， 診斷)設備等。圖2 所示為基于ENC28J60 的嵌入式網絡接口的硬件電路原理圖。電路中有：2 個LED 狀態指示燈主要用來顯示網絡連接狀態， 包括PHY 是否沖突、連接是否建立、是否接收數據、連接速度、雙工模式等; 必需的偏置電阻R3(2kΩ， 精度為1%);高速局域網電磁隔離模塊(即RJ45 以太網接口)， 應用中，ENC28J60 的物理端口與隔離變壓器HR901170A 連接時必須符合IEEE802.3 對物理層規范的要求， 如RJ45 的插孔與隔離變壓器的間隔應盡量小， 輸出和輸入差分信號對的走線要有很好的隔離。電路中的主控制器采用Atmel 公司的ATmega16 單片機，它具有先進的RISC(精簡指令集計算機)結構、16 kB 可編程Flash 存儲器、512 B 的EEPROM和1 kB 片內SRAM, 具有豐富的外設接口， 其SPI 接口允許ATmega16 與外設進行高速的同步數據傳輸。本設計中ATmega16 SPI 配置為主機模式，ENC28J60 為從設備。ATmega16 的SPI 工作模式由CPOL、CPHA 設置， 根據ENC28J60 的SPI 讀寫時序， ATmega16 的SPI工作模式應設置為模式0.ATmega16 通過將ENC28J60 的CS引腳置低實現與其的同步。SPI 時鐘由寫入到SPI 發送緩沖寄存器的數據啟動， SPI MOSI(PB5)引腳上的數據發送秩序由寄存器SPCR 的DORD 位控制， 置位時數據的LSB(最低位)首先發送， 否則數據的MSB(最高位)首先發送。我們選擇先發送MSB,同時接收到的數據傳送到接收緩沖寄存器， CPU 進行右對齊從接收緩沖器中讀取接收到的數據。應該注意， 當需要從ENC28J60 中讀取多個數據時， 即使ENC28J60 并不需要ATmega16 串行輸出的數據， 每讀取一個數據前都要向SPI 發送緩沖器寫一個數據以啟動SPI 接口時鐘。由于SPI 系統的發送方向只有1 個緩沖器， 而在接收方向有2 個緩沖器， 所以在發送時一定要等到移位過程全部結束后， 才能對SPI 數據寄存器執行寫操作; 而在接收數據時， 需要在下一個字節移位過程結束之前通過訪問SPI 數據寄存器讀取當前接收到的數據， 否則第1 個數據丟失。