黃浦網(wǎng)絡(luò)接口公司

摘要：介紹了一種基于AX88796B的網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計。詳細(xì)介紹了該網(wǎng)絡(luò)芯片的硬件結(jié)構(gòu)和功能特性。創(chuàng)新完成了AX88796B與DSP處理器TMS320C 6722連接的硬件設(shè)計和軟件驅(qū)動設(shè)計。涉及的關(guān)鍵技術(shù)主要有AX88796B的本地總線連接、物理層網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動的設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)報文的發(fā)送、網(wǎng)絡(luò)報文的接收，以及協(xié)議層軟件的開發(fā)。系統(tǒng)完成后與其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接，經(jīng)測試，網(wǎng)絡(luò)通信穩(wěn)定可靠，在100 Mb／s的速度，負(fù)荷超過90％的情況下，沒有丟包和錯包出現(xiàn)，可以滿足大數(shù)據(jù)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(yīng)用的高性能32位DSP，它數(shù)據(jù)運算處理能力可達(dá)2 000 MIPS和1 500 FLOPS，具有豐富的片上資源，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在各種數(shù)字應(yīng)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(wǎng)控制器，其內(nèi)部集成10／100M自適應(yīng)的介質(zhì)訪問層MAC和物理層收發(fā)器PHY以及8K×16b的SRAM，SK支持8位、16位的通用CPU總線類型，執(zhí)行基于IEEE802.3／IE-EE80.3u局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)控制功能，并且提供發(fā)送隊列功能來增強標(biāo)準(zhǔn)NE2000的發(fā)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(tǒng)需要。2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(1)AX88796B的硬件結(jié)構(gòu)。AX88796B芯片內(nèi)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(tài)，通過DMA方式與AX88796B的內(nèi)部緩存SRAM進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。芯片自動在SRAM與MAC核之間進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送接收，再經(jīng)由內(nèi)部的PHY層發(fā)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(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。(2)系統(tǒng)硬件連接。主控制單元TMS320C6722B與網(wǎng)絡(luò)芯片AX88796B的連接方式如圖2所示。TMS320C6722B內(nèi)部為32 b的總線結(jié)構(gòu)，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(wǎng)絡(luò)芯片無縫連接。片選的連接，用EM_CS2連接到網(wǎng)絡(luò)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(shè)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(tǒng)的軟件設(shè)計AX88796B的網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動程序是TMS320C6722和AX88796B硬件的接口，因此編寫網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動程序模塊應(yīng)滿足的主要功能有：AX88796B的初始化、報文的接收、報文的發(fā)送；(1)初始化。在AX88796B的初始化過程中除了完成對相關(guān)寄存器的定義與賦值外，還要完成對接收緩沖環(huán)的構(gòu)造。對TMS320C6722B，要完成對應(yīng)EMIF的設(shè)置和中斷的初始化。與網(wǎng)卡有關(guān)的初始化如下：(2)報文的接收。判斷AX88796B是否接收到新的數(shù)據(jù)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(jìn)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(dāng)網(wǎng)卡接收到新數(shù)據(jù)包時進(jìn)入中斷，首先判斷cpr是否等于bnry，若相等，則表示接收緩沖區(qū)已被存滿，則停止接收數(shù)據(jù)包，而不會覆蓋舊的數(shù)據(jù)；若不等，則將接收緩沖區(qū)中待讀取的數(shù)據(jù)包的起始地址寫入rsar[0，1]寄存器，數(shù)據(jù)包的開始4字節(jié)寫入rbcr[O，1]寄存器，并啟動遠(yuǎn)端DMA讀命令，通過讀取4個信息字節(jié)得到待讀取數(shù)據(jù)包的長度、接收狀態(tài)和下一個將被讀的頁的指針信息。然后通過遠(yuǎn)端DMA讀命令，將數(shù)據(jù)包從網(wǎng)卡sram中讀入TMS320C6722內(nèi)存中，并更新讀頁指針寄存器bnr-y，DSP每從網(wǎng)卡內(nèi)存中讀走一頁數(shù)據(jù)，bnry便加一，這需要通過程序?qū)崿F(xiàn)。網(wǎng)卡通過cpr將接收到的數(shù)據(jù)包寫入接收緩沖區(qū)，每寫完一頁，cpr將自動加一，當(dāng)加到最后的空頁(這里是 pstop=0x80)時，cpr將自動恢復(fù)為接收緩沖區(qū)的首頁(pstart=Ox4c)。網(wǎng)卡接收關(guān)鍵性代碼如下：(3)報文的發(fā)送。報文的發(fā)送過程就是調(diào)用寫網(wǎng)卡函數(shù)，將報文發(fā)送到網(wǎng)卡的內(nèi)存中去。然后將AX88796B的控制寄存器(CR)的發(fā)送位 TXP(transmit packet)位置1，即將報文發(fā)送。dsp通過遠(yuǎn)端dma通道將網(wǎng)卡發(fā)送緩沖區(qū)的起始地址和要發(fā)送的字節(jié)數(shù)分別寫入rsar[O，1]和 rbcr[0，1]，然后啟動遠(yuǎn)端dma寫命令即可將數(shù)據(jù)包寫入網(wǎng)卡內(nèi)存，此后將字節(jié)數(shù)寫入tber[O，1]寄存器，啟動發(fā)送命令就可將數(shù)據(jù)包發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上。網(wǎng)卡發(fā)送的關(guān)鍵代碼如下：4 結(jié)語：在如上所述的底層硬件和軟件設(shè)計基礎(chǔ)上，完成了UDP和TCP／IP協(xié)議棧的軟件，系統(tǒng)主要使用這2個協(xié)議進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸。長期的系統(tǒng)在線驗證證明，在TMS320C6722上擴展的網(wǎng)絡(luò)接口AX88796B，傳輸可靠，性能穩(wěn)定，在100 Mb／s的速度，負(fù)荷超過90％的情況下，沒有丟包和錯包出現(xiàn)。可見，對這種只有異步總線，又需要網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)量傳輸?shù)膽?yīng)用，該設(shè)計是可行的。

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使用以網(wǎng)際協(xié)議（Internet Protocol）為通訊基礎(chǔ)的插座稱為網(wǎng)絡(luò)插座（Internet socket）。其作用是實現(xiàn)導(dǎo)線的電氣連續(xù)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(biāo)準(zhǔn)面板上以90°（垂直）或45°斜角安裝，特殊的工藝設(shè)計至少提供750次重復(fù)插拔。模塊使用了T568-A和T568-B布線通用標(biāo)簽。這種模塊是綜合布線系統(tǒng)中應(yīng)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(dāng)?shù)囊恢隆０雌帘涡阅芊譃榉瞧帘文K和屏蔽模塊。當(dāng)安裝屏蔽電纜系統(tǒng)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(jù)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(dǎo)線壓入信息模塊的接線槽內(nèi)。免打線工具設(shè)計也是模塊的人性化設(shè)計的一個體現(xiàn)，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(biāo)準(zhǔn)主要用于80年代早期的電話電纜），與數(shù)據(jù)傳輸不同。2）第2類：1MHZ傳輸頻率，用于語音傳輸和數(shù)據(jù)傳輸，最大傳輸速率為4Mbps，在使用4MBPS規(guī)范令牌傳輸協(xié)議的舊令牌網(wǎng)絡(luò)中是常見的。3）第3類：指目前在ANSI和EIA/TIA568標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)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(shù)據(jù)傳輸。主要用于10BASE-T。4）4種線路：用于語音傳輸?shù)?0MHz傳輸頻率和16Mbps數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖畲髠鬏斔俾?，主要用于基于令牌的LAN和10BASE-T/100BASE-T。5）五種導(dǎo)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(zhì)量絕緣材料。它們用于語音傳輸和數(shù)據(jù)傳輸，最大傳輸速率為1000Mbps，主要用于100BASE-T和10BASE-T網(wǎng)絡(luò)。這是最常用的以太電纜6）超五線：超五線具有低衰減、少串?dāng)_、高衰減串?dāng)_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(wǎng)（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(tǒng)在200MHz綜合衰減串?dāng)_比（PS-ACR）下應(yīng)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(yuǎn)高于5種標(biāo)準(zhǔn)，最適合傳輸速率高于1Gbps的應(yīng)用。6類與5類之間的一個重要區(qū)別在于改善了串?dāng)_和回波損耗的性能，這對于新一代全雙工高速網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用非常重要。在六個標(biāo)準(zhǔn)中，取消了基本鏈路模型，路由標(biāo)準(zhǔn)采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。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(guān)于六類網(wǎng)線可以運行1000M，想購買1000M交換機作為主網(wǎng)，在一棟樓里，不超過100M，用六類網(wǎng)線設(shè)計的通用數(shù)據(jù)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(wǎng)絡(luò)的配置。6類網(wǎng)線、6類網(wǎng)線能跑1000米嗎？1000M網(wǎng)絡(luò)，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(qū)別。所以說六類網(wǎng)線跑千兆是可以的。1000M交換機全稱為1000Mbps網(wǎng)絡(luò)，指的是傳輸速率，并非指帶寬，帶寬單位為MHz.CAT6的標(biāo)準(zhǔn)帶寬為250MHz，四對雙向傳輸輕松達(dá)到1000Mbps.此類是為千兆網(wǎng)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(wǎng)絡(luò)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?wù)勅绾沃谱鱎J45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(lán)色，白色，藍(lán)色，綠色，白色棕色和棕色。網(wǎng)線水晶頭接法有兩種；568A;白綠-綠-白橙-藍(lán)-白藍(lán)-橙-白棕-棕。568B;白橙-橙-白綠-藍(lán)-白藍(lán)-綠-白棕-棕。網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)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(guān)、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(shù)據(jù)正極TX+2 傳輸數(shù)據(jù)負(fù)極TX-3 接受數(shù)據(jù)正極RX+4 當(dāng)1236出現(xiàn)故障自動進(jìn)入使用狀態(tài)5 當(dāng)1236出現(xiàn)故障自動進(jìn)入使用狀態(tài)6 接受數(shù)據(jù)負(fù)極RX-7 當(dāng)1236出現(xiàn)故障自動進(jìn)入使用狀態(tài)8 當(dāng)1236出現(xiàn)故障自動進(jìn)入使用狀態(tài)從上面可以看出真正用到數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹挥? 2 3 6，其中4 5 7 8基本上處于待機狀態(tài)，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(shù)據(jù)傳輸只有12336，四線連接只要連接到1236就等于連到網(wǎng)絡(luò)沒有錯誤！下面介紹一下網(wǎng)線水晶頭的接法：準(zhǔn)備材料；水晶頭 網(wǎng)線卡口鉗 網(wǎng)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(lán)-白-藍(lán)-白-綠-白-棕-棕，有條件的連接可以用導(dǎo)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(wǎng)！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(shè)計了以ENC28J60 為核心的以太網(wǎng)接口實現(xiàn)方案，描述了該系統(tǒng)硬件架構(gòu)的設(shè)計方法。在簡要介紹了以太網(wǎng)控制器ENC28J60 的結(jié)構(gòu)、功能、外圍電路的基礎(chǔ)上， 對ENC28J60 與Atmega16 的SPI 通訊進(jìn)行了闡述。此方案不僅成本低， 而且可以實現(xiàn)500Kbps 以上的傳輸速率，滿足了嵌入式系統(tǒng)的Internet 控制要求。1 引言隨著Internet 的出現(xiàn)和以太網(wǎng)的迅速發(fā)展， 基于以太網(wǎng)的設(shè)備控制越來越多。目前市場上大部分以太網(wǎng)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(jié)構(gòu)復(fù)雜， 面積龐大， 且系統(tǒng)開銷較大。近來， Microchip推出全球首枚28 引腳獨立以太網(wǎng)控制器ENC28J60, 可為嵌入式系統(tǒng)提供低引腳數(shù)、低成本、精簡的遠(yuǎn)程通訊解決方案。2 ENC28J60 網(wǎng)絡(luò)接口體系結(jié)構(gòu)ENC28J60 是帶有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)串行外設(shè)接口(Serial PeripheralInterface, SPI)的獨立以太網(wǎng)控制器。它符合IEEE 802.3 的全部規(guī)范， 采用了一系列包過濾機制以對傳入數(shù)據(jù)包進(jìn)行限制。它還提供了一個內(nèi)部DMA 模塊， 以實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)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(xiàn)， 數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)10Mb/s.兩個專用的引腳(LEDA、LEDB)用于連接LED, 進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)活動狀態(tài)指示。圖1 所示為ENC28J60 的典型應(yīng)用電路。ENC28J60 由7 個主要功能模塊組成：SPI 接口， 充當(dāng)主控制器和ENC28J60 之間通信通道; 控制寄存器， 用于控制和監(jiān)視ENC28J60; 雙端口RAM緩沖器， 用于接收和發(fā)送數(shù)據(jù)包; 判優(yōu)器，當(dāng)DMA、發(fā)送和接收模塊發(fā)出請求時對RAM緩沖器的訪問進(jìn)行控制; 總線接口， 對通過SPI 接收的數(shù)據(jù)和命令進(jìn)行解析;MAC 模塊：實現(xiàn)符合IEEE 802.3 標(biāo)準(zhǔn)的MAC 邏輯; PHY 模塊， 對雙絞線上的模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼和譯碼。ENC28J60 還包括其他支持模塊， 諸如振蕩器、片內(nèi)穩(wěn)壓器、電平變換器(提供可以接受5V 電壓的I/O 引腳)和系統(tǒng)控制邏輯。根據(jù)以上說明， ENC28J60 應(yīng)用于嵌入式網(wǎng)絡(luò)接口是非常合適的， 有廣闊的應(yīng)用發(fā)展前景。3 ENC28J60 在嵌入式網(wǎng)絡(luò)接口的應(yīng)用3.1 硬件電路設(shè)計利用ENC28J60 可以構(gòu)成不同功能的網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點， 如網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、帶Internet 功能的設(shè)備、遠(yuǎn)程監(jiān)控(數(shù)據(jù)采集， 診斷)設(shè)備等。圖2 所示為基于ENC28J60 的嵌入式網(wǎng)絡(luò)接口的硬件電路原理圖。電路中有：2 個LED 狀態(tài)指示燈主要用來顯示網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)， 包括PHY 是否沖突、連接是否建立、是否接收數(shù)據(jù)、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(wǎng)電磁隔離模塊(即RJ45 以太網(wǎng)接口)， 應(yīng)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(guī)范的要求， 如RJ45 的插孔與隔離變壓器的間隔應(yīng)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(jìn)的RISC(精簡指令集計算機)結(jié)構(gòu)、16 kB 可編程Flash 存儲器、512 B 的EEPROM和1 kB 片內(nèi)SRAM, 具有豐富的外設(shè)接口， 其SPI 接口允許ATmega16 與外設(shè)進(jìn)行高速的同步數(shù)據(jù)傳輸。本設(shè)計中ATmega16 SPI 配置為主機模式，ENC28J60 為從設(shè)備。ATmega16 的SPI 工作模式由CPOL、CPHA 設(shè)置， 根據(jù)ENC28J60 的SPI 讀寫時序， ATmega16 的SPI工作模式應(yīng)設(shè)置為模式0.ATmega16 通過將ENC28J60 的CS引腳置低實現(xiàn)與其的同步。SPI 時鐘由寫入到SPI 發(fā)送緩沖寄存器的數(shù)據(jù)啟動， SPI MOSI(PB5)引腳上的數(shù)據(jù)發(fā)送秩序由寄存器SPCR 的DORD 位控制， 置位時數(shù)據(jù)的LSB(最低位)首先發(fā)送， 否則數(shù)據(jù)的MSB(最高位)首先發(fā)送。我們選擇先發(fā)送MSB,同時接收到的數(shù)據(jù)傳送到接收緩沖寄存器， CPU 進(jìn)行右對齊從接收緩沖器中讀取接收到的數(shù)據(jù)。應(yīng)該注意， 當(dāng)需要從ENC28J60 中讀取多個數(shù)據(jù)時， 即使ENC28J60 并不需要ATmega16 串行輸出的數(shù)據(jù)， 每讀取一個數(shù)據(jù)前都要向SPI 發(fā)送緩沖器寫一個數(shù)據(jù)以啟動SPI 接口時鐘。由于SPI 系統(tǒng)的發(fā)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(fā)送時一定要等到移位過程全部結(jié)束后， 才能對SPI 數(shù)據(jù)寄存器執(zhí)行寫操作; 而在接收數(shù)據(jù)時， 需要在下一個字節(jié)移位過程結(jié)束之前通過訪問SPI 數(shù)據(jù)寄存器讀取當(dāng)前接收到的數(shù)據(jù)， 否則第1 個數(shù)據(jù)丟失。