江山網絡接口公司
發布時間：2022-12-18 01:38:47
江山網絡接口公司
摘要 在自動化控制及其他民用設備、工業控制如電力設備系統等領域，眾多設備的對外通訊接口仍然是低速串口。但低速串口有其固有的缺點：無法集中、全面、準確而實時地監控數據。本文介紹基于微處理器SEP3203串口以太網轉換器的以太網接口的軟硬件設計方法，它可以變傳統的串口通訊為網絡通訊，實現串口設備的快速聯網。1引言在自動化控制及其他民用設備、工業控制如電力設備系統等領域，眾多設備的對外通訊接口仍然是低速串口。因此現有系統的缺點是：無法集中、全面、準確而實時地監控數據。隨著以太網在工業、商業領域的大規模使用以及網絡自動化強勁勢頭的到來，用戶與供應商迫切需要在任何時間和任何地點都可以實時訪問數據和進行控制，做到遠程快速故障分析與處理、設備的遠程維護，以便提高質量，提高工作效率并降低整體成本。完全換掉這些串口通訊的設備是既不經濟也不可行的。針對一些實際需求，采用串口以太網轉換器就是解決這些問題的最佳解決方案。本課題串口以太網轉換器正是在這一要求下設計出來的產品, 本文就是本課題下的子課題部分。2基于ARM7TDMI的SEP3203微處理器簡介ARM7TDMI處理器是ARM7處理器系列成員之一，是目前應用較廣的32位高性能嵌入式RISC處理器，SEP3203[1]是東南大學國家專用集成電路系統工程技術研究中心基于ARM7TDMI處理器內核設計的16/32位RISC微處理器芯片。它面向低成本手持設備和其它通用嵌入式設備，為用戶提供了豐富的外設、低功耗管理和低成本的外存配置。３串口以太網轉換器中與以太網接口相關的電路結構為了實現該轉換模塊的研究，首先要選擇一個硬件平臺即嵌入式處理器。由于ARM是基于精簡指令系統（RISC）的32位內核，代碼效率高，運行速度快，綜合性能強，在基于ARM體系結構的嵌入式CPU中，基于ARM7TDMI體系結構的SEP3203嵌入式微處理器擁有較好的技術支持，因此本轉換器選擇SEP3203作為硬件平臺；轉換系統必須要有電源，供整個系統用；系統工作時需要有工作時鐘，因此本系統需要有時鐘電路；由于用戶需要的轉換器要有串口、USB和以太網口下載等功能，由于本文只針對以太網口，其它兩個接口本文不作介紹。以太網口與嵌入式芯片之間要有一個網絡模塊，現把與以太網口相關電路結構的部分設計顯示如圖1所示。4 網絡接口電路的硬件設計SEP3203芯片內部沒有集成網絡模塊，但SEP3203芯片設計的接口豐富，可以方便地擴展。考慮使用中可能對網速的要求比較高，因此本系統選用了10M的以太網接口。本系統的網絡接口采用REALTEK公司的RTL8019芯片。RTL8019AS 是一種高度集成的以太網芯片，能簡單的實現Plug and Play 并兼容NE2000。由于它擁有三種等級的掉電模式，所以它是綠色電腦的網絡設備的理想選擇。在全雙工模式下，如果是連接到一個同樣是全雙工的交換機或集線器，就可實現同時接收和發送[2]。RTL8019AS支持16KByte、32KByte、64KByte的BROM，另外還支持FLASH MENORY和頁訪問方式，最大支持4MByte（16K×256），此外還支持在運行完BROM 后釋放內存以供系統其他程序的運行。網絡接口模塊的系統連接示意圖如圖2所示。由圖2可知，以太網接口通過系統總線外擴而成。RTL8019AS的地址使用方式有5位、8位、11位三種。使用5位地址就可以訪問RTL8019AS所有的寄存器，實現最簡單的網絡功能。本系統使用8位地址滿足了操作系統對遠程DMA端口的需求。網絡接口模塊和SEP3203微處理器的連接線比較簡單，在PCB板上布線比較規則。網絡接口芯片RTL8019的實際電路連接圖見參考文獻[3]。網口選用了內置變壓及指示燈的RJ45網絡接口，實際電路圖如圖3[4]所示， 對比SEP3203微處理器的SRAM接口協議，由于總線沒有等待信號，所以沒有使用IOCHRDY信號。由于SEP3203微處理器總線的最低數據位寬是16位，所以IOCS16B固定置于16位方式。5軟件平臺Nucleus綜合考慮各個因素，我們選擇了嵌入式實時操作系統Nucleus。Nucleus PLUS是美國著名RTOS廠商(ATI)(Accelerated Technology Inc)公司為實時嵌入式應用而設計的一個搶先式多任務操作系統內核，其95％的代碼是用ANSI C寫成的，非常便于移植并支持大多數類型的處理器。Nucleus PLUS是一組C函數庫，下載到目標板的RAM中或直接燒錄到到目標板的ROM中執行。在典型的目標環境中，Nucleus PLUS核心代碼一般不超過20K字節大小，內核規模非常小。Nucleus PLUS除提供功能強大的內核操作系統外，還提供種類豐富的功能模塊。例如用于通訊系統的局域和廣域網絡模塊，支持圖形應用的實時化Windows模塊，支持nternet網的WEB產品模塊，工控機實時BIOS模塊，圖形化用戶接口，以及應用軟件性能分析模塊等，用戶可以根據自己的應用來選擇不同的應用模塊；6 網絡接口通信的設計網絡接口的硬件將網絡上傳送來的數據送入系統內存中，并通知操作系統有網絡數據到達。通常，網絡接口使用中斷機制來完成這一任務，一個中斷時處理器將正常的處理掛起，跳轉到設備驅動程序的代碼段執行。此時，由設備驅動程序管理所有細節。設備驅動軟件通知協議棧已經有一個分組到達，并要求進行相應的處理。當設備驅動軟件完成這些繁瑣的處理工作后，他將從中斷返回，處理器繼續從中斷發生處往下執行。在本協議棧中，設備驅動程序對上層應用屏蔽了接收和發送的細節。用戶只需要調用相應的套接字即可以完成數據的接收和發送。比如用戶要使用非阻塞方式接收和發送數據，可以使用Select()，在Select 的timeout 參數選擇NO_PREEMPT，即可以非阻塞方式接收發送。在本TCP/IP 實現中，協議棧初始化是依靠調用NETI_Init（）完成的。NETI_Init()完成兩個工作，首先是對網絡協議棧的初始化[5]， 然后就對系統所使用的網絡設備進行初始化流程說明：①程序由Main()函數開始，調用taskmain()。②taskmain()調用sys_ini()對系統初始化，調hardware_ini()對硬件初始化；調用vcre_tsk()創建了6個任務,調用stak_tske()將部分任務放入就緒隊列，調用sys_sta()啟動系統。③通過系統調度開啟任
江山網絡接口公司
路由器是一種負責尋徑的網絡設備，它在互連網絡中從多條路徑中尋找通訊量最少的一條網絡路徑提供給用戶通信。路由器有兩大典型功能，即數據通道功能和控制功能。數據通道功能包括轉發決定、背板轉發以及輸出鏈路調度等，一般由特定的硬件來完成。控制功能一般用軟件來實現，包括與相鄰路由器之間的信息交換、系統配置、系統管理等。交換是一個涵義廣泛的詞語，當它被用來描述數據網絡第二層的設備時，實際指的是一個橋接設備。而當它被用來描述數據網絡第三層的設備時，又指的是一個路由設備。即交換機和路由器都可用來交換網絡設備，只是所交換的網絡層次不同。同時交換機和路由器都可以用來上網，都是用來擴展網絡的。傳統的交換機只能分割沖突域，不能分割廣播域；而路由器可以分割廣播域。由交換機連接的網段仍屬于同一個廣播域，廣播數據包會在交換機連接的所有網段上傳播，在某些情況會導致通信擁護和安全漏洞。連接到路由器上的網段會被分配成不同的廣播域，廣播數據不會穿過路由器。雖然第三層以上交換機具有VLAN功能，也可以分割廣播域，但是各子廣播域之間是不能通信交流的，它們之間的交流仍然需要路由器。路由器提供了防火墻的服務，它僅僅轉發特定地址的數據包，不傳送不支持路由協議的數據包傳送和求知目標網絡數據包的傳送，從而可以防止廣播風暴。
江山網絡接口公司
RJ45連接器由插頭(連接器、水晶頭)和插座(模塊)組成，插頭有8個凹槽和8個觸點，水晶頭要求RJ45具有良好的導電性能;觸點三叉簧鍍金厚度為50μm，符合超5級傳輸標準，符合T568A和T568B線序。必須防止松動,插頭拔掉,自鎖和其他功能,RJ45插座經常使用防滑插頭護套,用于保護插頭,防打滑,容易堵塞,另外,它有多種顏色選擇,可以提供相同的顏色作為嵌入式圖標,以便促進正確的連接。RJ45連接器應具有低而穩定的接觸阻抗。連接器的接觸電阻從幾毫歐姆到幾十毫歐姆不等，電阻值主要受接觸材料、正壓、表面狀態、使用中的電壓和電流等因素影響。RJ45連接器的插頭不是屏蔽的就是屏蔽的。屏蔽型RJ45連接器插頭由屏蔽包層覆蓋，外觀與非屏蔽型插頭相同。適用于各種設備/場景:知名攝影設備的視頻和功率傳輸和無線圖像傳輸設備。一般電話連接器屬于RJ11,公司在美國的開始開發插件的通用名稱,原名WExW外觀6針,WE6W使用所有6個聯系人,和WE2W只用中間兩針,后來成為一個RJ系列連接器。
江山網絡接口公司
21ic訊 在推出手指大小、極為靈活的微型網絡接口設備后，RAD 數據通信公司 (RAD Data Communications) 改變了以太網服務行業的規則。RAD 的最新微型網絡接口設備 (MiNID) 是一種功能齊全、高度智能化的小封裝熱插拔 (簡稱 SFP) 解決方案，可以插入任何生產商生產的主機設備的 SFP 空槽中。當一個 SFP 設備插入到正在申請專利的套管后，它能夠變為運營商以太網分界和服務等級協議 (SLA) 驗證設備，提供遠程服務監控和故障隔離功能。袖珍型 MiNID 完全迎合了小蜂窩回程應用、虛擬專用網絡和運營商批發供應商網絡終端的需求。RAD 營銷副總裁 Amir Karo 解釋道：“MiNID 具有以太網分界和性能監控功能，因此服務提供商、批發運營商和移動運營商有了此產品便能夠進行服務分界和驗證。”他指出：“MiNID 還能讓他們接收按服務等級 SLA 定義的實時網絡和性能報告。現在除了我們還沒有哪家生產商能夠在 SFP 設備上同時具有這兩個功能。”Karo 補充說：“此外，MiNID 還能夠兼容任何一家生產商的 SFP。”他接著說：“同一款 MiNID 既可與單模光纖，也可與多模光纖一起使用，電子 SFP 也同樣如此。根據 SFP 的不同距離可長達10/40/80千米。并且，MiNID 還適用于已經安裝到了現有設備上的 SFP，這樣既能大幅節約成本，也方便了不少。”Karo 最后總結說：“MiNID 完全依靠 RAD 自身技術打造而成。因此，相比那些借助于第三方現成技術的生產商而言，我們在增加功能時會更容易些。”MiNID 能夠處理高達 1 Gbps 的以太網流量，并具有按接口和按流的監控功能，包括以太網運營管理與維護 (OAM) 和回送。該產品不需要獨立機柜空間，也不需要外部電源，它可以從托管設備進行獨立的遠程管理，也可與托管設備集成為一體，作為同一設備使用。
江山網絡接口公司
普普通通的一款網絡綜合布線產品會給布線大神們帶來方便，在布線過程中最撓人的莫過于網絡跳線不夠長，你接也不是，不接也浪費。這時候就需要網絡綜合布線產品中的網絡直通頭來緩解了。網絡直通頭的出現解決了一部分人對于網線不夠長，方便了一部分不想拆分網線的，即插即用的特點帶來了極大的便捷！此款網絡直通頭雖然不能達到最高的傳輸效果，但是也能達到國際電工協會IEC 60603-7-51標準。這款網絡直通頭外殼采用的是環保PC新料創新注塑而成，安全可靠。PCB板的采用也是加厚型，能夠更加堅固耐用。此款直通模塊的具體細節分解：1.PC主體；2.PCB線路板；3.針芯整體；4.RJ45接口；5.卡扣網絡直通頭一般采用的是8P8C設計方式，滿足通用RJ45接口。這種大眾型網絡直通頭在類別也是有超五類、六類、超六類之分，每一類別都是可以達到國際標準。能夠讓鏈接的兩頭跳線穩定傳輸。要說此網絡直通頭是否有缺點，是否能夠真正做到穩定傳輸數據，小編認為不一定的，這種是屬于非屏蔽直通頭，很容易受到外界的干擾，不能完全的確保穩定的傳輸數據，容易掉包，丟包等現象。
江山網絡接口公司
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。