多功能接口电路及多功能接口实现方式的制作方法

本发明涉及通信领域，特别是涉及一种多功能接口电路及多功能接口实现方式。

背景技术：

在通信领域中，有线网络传输是非常重要的通信方式，因其传输稳定性高以及抗干扰能力强，被广泛用于室内外地近距离传输中。在有线网络传输中，需要将信息传输设备之间利用连接线(例如同轴电缆、双绞线和光纤等)连接起来，且传输方式相互匹配。现有的有线网络传输形式多种多样(例如有IP电口、光纤口等)，然而，而大多数设备只能支持一种或两种网络传输方式，当两个设备接口方式不匹配时，将无法进行信息交互。目前，为了使设备能支持多种网络传输方式，通常给设备集成多种接口，但集成是需要元器件数目多，集成难度高，且集成性能不稳定。

技术实现要素：

基于此，有必要针对目前的接口集成方法需要元器件数目多，集成难度高，且集成性能不稳定的问题，提供一种多功能接口电路及多功能接口实现方式。

一种多功能接口电路，包括：处理器和至少两个交换机芯片，所述处理器包括一个介质无关接口和多个串行管理接口；各所述交换机芯片包括一个介质无关接口，一个串行管理接口和多个普通数据接口；

各所述交换机芯片通过所述普通数据接口进行级联，形成一个交换机芯片级联系统；其中，所述交换机芯片级联系统中每一个所述交换机芯片的串行管理接口与所述处理器的串行管理接口一一对应连接；且所述交换机芯片级联系统中任意一个所述交换机芯片的介质无关接口与所述处理器的介质无关接口相连接；

所述处理器对自身的所述介质无关接口、自身的所述串行管理接口和所述交换机芯片级联系统中每一个交换机芯片的串行管理接口进行设置，将介质无关接口设置为介质无关接口模式，以及所述串行管理接口设置为串行管理接口模式；

所述处理器通过自身的所述介质无关接口和所述串行管理接口与所述每一个交换机芯片建立通信，并通过所述串行管理接口传输参数对所述每一个交换机芯片剩余的所述介质无关接口和所述串行管理接口进行参数设置，将剩余的所述介质无关接口和所述串行管理接口配置成与所述参数对应的多功能接口。

一种多功能接口实现方法，使用所述的多功能接口电路，包括以下步骤：

所述处理器对自身的所述介质无关接口进行设置，将所述介质无关接口配置为介质无关接口模式；

所述处理器对自身的所述串行管理接口和所述交换机芯片级联系统中每一个交换机芯片的串行管理接口进行设置，将所述串行管理接口设置为串行管理接口模式；

所述处理器通过自身的所述介质无关接口和所述串行管理接口与所述每一个交换机芯片建立通信，并通过所述串行管理接口传输参数对所述每一个交换机芯片剩余的所述介质无关接口和所述串行管理接口进行参数设置，将剩余的所述介质无关接口和所述串行管理接口配置成与所述参数对应的多功能接口。

一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以下步骤：

所述处理器对自身的所述介质无关接口进行设置，将所述介质无关接口配置为介质无关接口模式；

所述处理器对自身的所述串行管理接口和所述交换机芯片级联系统中每一个交换机芯片的串行管理接口进行设置，将所述串行管理接口设置为串行管理接口模式；

所述处理器通过自身的所述介质无关接口和所述串行管理接口与所述每一个交换机芯片建立通信，，并通过所述串行管理接口传输参数对所述每一个交换机芯片剩余的所述介质无关接口和所述串行管理接口进行参数设置，将剩余的所述介质无关接口和所述串行管理接口配置成与所述参数对应的多功能接口。

上述的多功能接口电路以及多功能电路的实现方法，包括处理器和至少两个交换机芯片，其中处理中包括一个介质无关接口和多个串行管理接口，每个交换机芯片一个介质无关接口，一个串行管理接口和多个普通数据接口；首先，将每一个交换机芯片通过普通数据接口进行级联，生成交换机芯片级联系统；然后将级联系统中的每一个交换机芯片的串行管理接口与处理器的串行管理接口连接，并将任意一个交换机芯片的介质无关接口与处理器的介质无关接口连接，组成一个集成系统；最后利用处理器对交换机芯片级联系统的各接口(主要是一些没有连接其他交换机芯片以及处理器的接口，即空闲接口)进行参数设置，将各接口配置成不同功能接口，从而得到多个多功能接口。采用上述的多功能接口电路，集成方法简单，能快速生成多个多功能接口。另外，设置方式灵活简单，可以实时改变接口的类型。

附图说明

图1为本发明的多功能接口电路在其中一个实施例中的结构示意图；

图2为本发明的多功能接口电路在其中一个实施例中的结构示意图；

图3为本发明的多功能接口电路在其中一个实施例中的结构示意图；

图4为本发明的多功能接口电路在其中一个实施例中的结构示意图；

图5为本发明的多功能接口实现方法在其中一个实施例中的流程示意图；

具体实施方式

下面将结合较佳实施例及附图对本发明的内容作进一步详细描述。显然，下文所描述的实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。应当说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。

图1为本发明的多功能接口电路在一个实施例中的结构示意图，如图1所示，本发明实施例中的多功能接口电路，包括：处理器100和至少两个交换机芯片200，处理器100包括一个介质无关接口和多个串行管理接口；各交换机芯片包括一个介质无关接口，一个串行管理接口和多个普通数据接口；各交换机芯片通过普通数据接口进行级联，形成一个交换机芯片级联系统200；其中，交换机芯片级联系统200中每一个交换机芯片的串行管理接口与处理器的串行管理接口一一对应连接；且交换机芯片级联系统中任意一个交换机芯片的介质无关接口与处理器的介质无关接口相连接；处理器100对自身的介质无关接口、自身的串行管理接口和交换机芯片级联系统中每一个交换机芯片的串行管理接口进行设置，将介质无关接口设置为介质无关接口模式，以及串行管理接口设置为串行管理接口模式；处理器100通过自身的介质无关接口和串行管理接口与每一个交换机芯片建立通信，并通过所述串行管理接口传输参数对每一个交换机芯片剩余的介质无关接口和串行管理接口进行参数设置，将剩余的介质无关接口和串行管理接口配置成与参数对应的多功能接口。

以太网是一种基带的局域网规范，是当今局域网采用的最通用的通信协议标准。在本实施例中，处理器100和交换机芯片级联系统200可以采用以太网方式进行通信。以太网的常用的接口为MII接口，MII(Medium Independent Interface，介质无关或介质独立)接口，该接口一般应用于以太网硬件平台的MAC层和PHY层之间，MII接口的类型有很多，常用的有MII、RMII、SMII、SSMII、SSSMII、GMII、RGMII、SGMII、TBI、RTBI、XGMII、XAUI、XLAUI等。其中，各类型的MII接口主要在于数据发送信号和数据接收信号的信号线数量、数据发送或接收时数据宽度等不同。

MII接口包括MDC(Meta Data Controller，元数据控制器)和MDIO(Management Data Input/Output，管理数据输入输出)两条信号线。MDIO和MDC就是一种串行管理接口，通过它串行管理接口MAC(Media Access Control，即介质访问控制层)芯片(或其它控制芯片)可以访问PHY(physical layer物理层)芯片的寄存器，并通过这些寄存器来对PPH芯片进行控制和管理。具体地，MDIO是一个PHY的管理接口，用来读/写PHY的寄存器，以控制PHY的行为或获取PHY的状态，MDC为MDIO提供时钟。MDIO原本是为MII总线接口定义的，MII用于连接MAC和PHY，包含两种信号接口：一个数据接口用于MAC和PHY之间接收和发送以太网帧数据；一个PHY管理接口，即MDIO，用于读写每个PHY的控制寄存器和状态寄存器，以达到控制PHY行为和监控PHY状态的目的。MDIO是双向的，只支持一个MAC连接最多32个PHY的连接方式。在写PHY寄存器的时候，由MAC驱动MDIO向PHY写入数据；在读PHY寄存器时，前半段由MAC驱动发送寄存器地址，后半段由PHY驱动回复寄存器的值。MDC要求由MAC输出，是非周期性的，即不要求提供固定频率的时钟，对于PHY芯片则作为输入，以在上升沿触发MDIO的读写。

在本实施例中，采用处理器100和交换机芯片级联系统200在集成多功能接口时，需要采用处理器对交换机芯片级联系统进行参数设置。首先，要建立处理器与交换机芯片的连接，并采用以太网的方式进行通信；因此，处理器100和交换机芯片级联系统200上分别设置有MII接口、以及MDC/MDIO接口，其中，处理器和交换机芯片级联系统200通过MII接口进行连接(即打通处理器100和交换机芯片级联系统之间的通路)，然后通过MDC/MDIO接口传输数据，即处理器100通过MDC/MDIO接口传输数据对交换机芯片级联系统的接口进行设置，从而形成多功能接口。

可选地，如果处理器100和交换机芯片级联系统200中的交换机芯片中没有MDC/MDIO接口，可以采用GPIO(General Purpose Input/Output，即通用的I/O端口)来模拟MDC/MDIO接口。

另外，交换机芯片即是一种交换器使用的芯片，主要用于负责网络数据的传输。一个交换机芯片中接口比较少，很难采用一个交换机对于要产生多个多功能接口，通常情况下，一个交换机芯片包括一个MII接口、串行通常接口(即MDC/MDIO接口)和多个普通数据接口。因此，在本实施例中，采用多个交换机芯片级联的方式组成一个交换机芯片级联系统，其中多个交换机芯片在级联时，可以通过各自的普通数据接口与其他交换机芯片进行级联，级联方式多样，可以将其他交换机芯片都级联到一个交换机芯片上(如图1中的虚线表示交换机芯片2到交换机芯片N都连接交换机芯片中)，也可以将每一个交换机芯片依次级联(如图1中的实线表示交换机芯片1至交换机芯片N依次连接)；总而言之，级联方式不限，只要将各交换机芯片集成一个整体即可。处理器中有多个接口，包括一个MII接口和多个串联管理接口，其中MII接口用于与交换机芯片级联系统中的任意一个交换机芯片的MII接口连接即可，而多个串联管理接口依次与交换机芯片级联系统200中每一个交换器芯片的串行管理接口连接。另外，交换机芯片类型多样，只要交换机芯片可以支持多种的功能接口即可。

当处理器100与交换机芯片级联系统200建立连接后，处理器100对交换机芯片级联系统中每一个交换机芯片剩余的介质无关接口和串行管理接口进行参数设置，将剩余的介质无关接口和串行管理接口配置成与参数对应的多功能接口。其中，设置方式为处理器100利用MDC/MDIO接口传输一种接口对应的参数至其中一个交换机芯片的一个接口所对应的寄存器，在寄存器中配置并运行该参数，即可得到与参数对应的接口，依次类推，采用同样的方式对每一个交换机芯片的每一个接口都进行设置，就可以得到多个多功能接口。

上述的多功能接口电路包括处理器，其中处理中包括一个介质无关接口和多个串行管理接口，每个交换机芯片一个介质无关接口，一个串行管理接口和多个普通数据接口；首先，将每一个交换机芯片通过普通数据接口进行级联，生成交换机芯片级联系统；然后将级联系统中的每一个交换机芯片的串行管理接口与处理器的串行管理接口连接，并将任意一个交换机芯片的介质无关接口与处理器的介质无关接口连接，组成一个集成系统；最后利用处理器对交换机芯片级联系统的各接口(主要是一些没有连接其他交换机芯片以及处理器的接口，即空闲接口)进行参数设置，将各接口配置成不同功能接口，从而得到多个多功能接口。采用上述的多功能接口电路，集成方法简单，能快速生成多个多功能接口。另外，设置方式灵活简单，可以实时改变接口的类型。

在其中一个实施例中，如图2所示，各交换机芯片之间通过普通数据接口依次进行串接，形成一个交换机芯片级联系统。

具体地，每一个交换机芯片之间通过一根以太网电缆，依次进行串接(采用手拉手的方式进行连接)，即每一个交换机芯片通过普通数据接口进行连接，且每一个交换机芯片依次连接，形成一个交换机芯片级联系统。采用上述的连接方式来级联交换机芯片，集成度高，集成难度小，且方便处理器对交换机芯片级联系统中每一个交换机芯片的各接口进行设置，从而能方便快速地生成多个多功能接口。

在其中一个实施例中，如图3所示，将各交换机芯片中的任意一个交换机芯片作为主交换机芯片，主交换机芯片的介质无关接口与处理器的介质无关接口相连接；除主交换机芯片之外的各交换机芯片分别通过普通数据接口与主交换机芯片进行级联，形成一个交换机芯片级联系统。

具体地，从各交换机芯片中任意选择一个作为主交换机芯片，其他交换机芯片都通过各自的普通数据接口与主交换机的普通数据接口一一对应连接，形成一个交换机芯片级联系统。同时，主交换机芯片的介质无关接口与处理器的介质无关接口连接。采用上述的交换机芯片级联方式，集成方便，且集成度高。

在其中一个实施例中，如图4所示(以两个交换机芯片为例)，处理器为ARM处理器。

ARM(Advanced RISC Machine)处理器是一种低功耗成本的第一款RISC微处理器。可选地，可以采用STM32微处理器，STM32微处理器高性能、低成本以及低功耗的嵌入式的ARM处理器。

可选地，处理器可以是MIPS处理器或PowerPC处理器。

MIPS(Microprocessor without interlocked piped stages，无内部互锁流水级)处理器，是一种制造高性能、高档次及嵌入式32位和64位处理器，该处理器高性能、高效缓冲等特性。

PowerPC处理器是一种可伸缩性好、方便灵活的处理器。其PowerPC处理器家族还包括一些经典的通信处理器，运行性能极高。

在其中一个实施例中，如图4所示(其中port是指交换机芯片端口)，交换机芯片为RTL8306M交换机芯片。

RTL8306M交换机芯片是一种10/100Mbps以太网控制芯片，功耗低且数据传输速率快。

在其中一个实施例中，多功能接口为IP电接口、光纤接口、E1接口以及介质无关接口中的一种或多种。

具体地，采用上述的处理器以及交换机芯片级联系统可以生成IP电接口、光纤接口、E1接口以及MII接口等，IP电接口：是一种支持TCP/IP的通讯协议的接口；光纤接口：是用来连接光纤线缆的物理接口，其原理是利用了光从光密介质进入光疏介质从而发生了全反射，通常有SC、ST、FC等几种类型。E1接口：欧洲的30路脉码调制PCM简称E1，E1的一个时分复用帧共划分为32相等的时隙，时隙的编号为CH0～CH31。其中时隙CH0用作帧同步用，时隙CH16用来传送信令，剩下CH1～CH15和CH17～CH31共30个时隙用作30个话路。每个时隙传送8bit，因此共用256bit。每秒传送8000个帧，因此PCM一次群E1的数据率就是2.048Mbit/s。

根据上述的多功能接口电路，本发明还提供一种多功能接口实现方法。

图5为本发明的多功能接口实现方法在一个实施例中的结构示意图。如图5所示，该实施例中的多功能接口实现方法要采用上述实施例中的多功能接口电路，其中多功能接口实现方法，包括以下步骤：

步骤S110，处理器对自身的介质无关接口进行设置，将介质无关接口配置为介质无关接口模式；

步骤S120，处理器对自身的串行管理接口和交换机芯片级联系统中每一个交换机芯片的串行管理接口进行设置，将串行管理接口设置为串行管理接口模式；

步骤S130，处理器通过自身的介质无关接口和串行管理接口与每一个交换机芯片建立通信，并通过所述串行管理接口传输参数对每一个交换机芯片剩余的介质无关接口和串行管理接口进行参数设置，将剩余的介质无关接口和串行管理接口配置成与参数对应的多功能接口。

具体而言，基于上述的多功能接口电路，在将处理器与交换机芯片级联系统连接完成后，即将处理器与交换机芯片级联系统中的每一个交换机芯片按照规定的方式连接完成后，处理器需要对多功能接口电路进行设置，才能完成实现多功能接口。具体过程为：处理器对自身的介质无关接口进行设置，将介质无关接口成直接无关接口模式；处理器对自身的串行管理接口和每一个交换机芯片的串行管理接口进行设置，将串行管理接口都配置成相应的串行管理接口模式；在介质无关接口和各串行管理接口都配置完成后，建立处理器与各交换机芯片的通信，然后处理器通过各串行管理接口传输接口设置参数至每一个交换机芯片各接口中，然后按照接口设置参数对各接口进行设置，从而得到多个多功能接口。总的来说，通过以上配置，打通处理器和第一交换机芯片之间的通路(MII接口)，再配置交换机的寄存器，让其内部所有通道都互通，第一交换机芯片所有通道都打通之后，第一块交换机芯片和第二块交换机芯片之间就可以无缝级联，最后配置交换机对应的端口的功能(各个PORT口)，这样就可以实现各个功能接口都可以和处理器通讯的功能。

上述的多功能接口实现方法，由于采用了实施例中的多功能接口电路，如此，便具有跟多功能接口电路相同的有益效果，集成方便，且集成度高。

在其中一个实施例中，处理器对自身的介质无关接口进行设置，将介质无关接口配置为介质无关接口模式的步骤中，包括：

处理器使用linux底层驱动中的控制器驱动程序将处理器端的介质无关接口配置成为介质无关接口模式。

具体地，处理器使用linux底层驱动中的MAC层驱动程序来配置处理器端成为MII模式；把MII的连接管脚IO配置成对应的MII资源模式；最后，结合linux底层驱动中的PHY层驱动程序来配置交换机端的寄存器。

在其中一个实施例中，处理器对自身的串行管理接口和交换机芯片级联系统中每一个交换机芯片的串行管理接口进行设置，将串行管理接口设置为串行管理接口模式的步骤中，包括：

处理器利用linux底层驱动中的外设驱动程序来将每一个交换机芯片的串行管理接口配置为串行管理接口模式。

具体地，对于交换机而言，先打通所有通道之间的连接，再配置成不同的功能口。首先采用处理器的linux底层驱动打通交换机芯片内部的所有通道和配置通道不同的功能，让每个通道都可以通过MII接口与处理器通讯，然后MDC/MDIO来配置交换机芯片的寄存器。其中配置交换机芯片的寄存器(其中对交换机芯片的接口设置主要是在交换机芯片的寄存器中进行，其中每一个接口对应一个寄存器)过程为：初始化交换机芯片；配置内部打通所有通道的寄存器开关；再通过寄存器配置各个通道成为各种各样的功能。

上述多功能接口实现方法在本发明实施例所提供的多功能接口电路上执行，具备多功能接口电路相应的有益效果。此处不再进行赘述。

根据上述本发明的多功能接口电路和多功能接口实现方法，本发明还提供一种计算机可读存储介质，下面结合附图及较佳实施例对本发明的计算机可读存储介质进行详细说明。

本发明实施例中的计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时可以实现本发明方法实施例中的所有方法步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等”。

上述计算机可读存储介质用于存储本发明实施例所提供的多功能接口电路的程序(指令)，其中执行该程序可以执行本发明实施例所提供的多功能接口电路，具备执行方法相应有益效果。可参照上述方法实施例中的描述，此处不再进行赘述。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。