一种嵌入式以太网控制接口模块的制作方法

文档序号:7899661阅读:354来源:国知局
专利名称:一种嵌入式以太网控制接口模块的制作方法
技术领域
本实用新型涉及一种以太网控制接口模块,尤其是一种基于嵌入式系统,通过通 用串行总线(USB)接口转换实现的以太网控制接口模块。
背景技术
目前,以太网网络的使用非常广泛,在电力系统、工业控制等领域对可管理型网络 设备的需求也日益提高,如可网管型交换机、路由器等。在中高端通信领域,一般采用以 PowerPC微处理器为核心,使用媒体无关接口(MII)的以太网控制电路作为以太网控制接 口模块。这种控制方式使用的处理器及周边器件采购成本较高,制板焊接技术难度较大。 另外,由于使用的接口形式要求控制模块到交换芯片的距离较短,控制模块必需与交换芯 片布置在同一块电路板上,不利于灵活布局。同时,由于控制模块电路设计要求远比交换芯 片电路的设计要求高,两部分电路做在同一块电路板上,增加了不必要的制板成本。
发明内容本实用新型的目的是提供一种制版成本低廉且利于布局的以太网控制接口模块。为了达到上述目的,本实用新型的技术方案是提供了一种嵌入式以太网控制接口 模块,其特征在于,包括x86模块,x86模块通过USB接口电路连接USB 2.0转以太网控制 器转换电路,USB转以太网控制器转换电路分别连接配置电路及MII接口电路。进一步,所述USB 2. 0转以太网控制器转换电路包括依次连接的USB物理层模块、 USB控制器、FIFO控制器及以太网物理层模块,FIFO控制器带有缓存器。本实用新型提供的一种嵌入式以太网控制接口模块使用了性价比较高的x86模 块,比通信领域常用的PowerPC更适宜工业控制领域的通信应用;使用了集成的USB转以太 网控制器,器件占用的空间小,便于灵活布置在被控交换芯片附近,从而增加了 MII接口的 抗干扰能力,也降低了电路布线的难度;使用的USB接口具有很强的可扩展性,若通过USB HUB分路,能轻易地获得多路以太网控制接口,同时控制多个以太网设备。USB接口的硬件 设计限制少,便于使用插接式的电路连接方式,将制作难度较大,电路板制作成本较高但面 积较小的CPU模块与制作难度较小,电路板制作成本较低但面积较大的以太网交换电路连 接起来,能减少可网管型以太网通信设备开发的复杂度,降低电路设计制作成本,增加以太 网控制应用的灵活性。

图1为本实用新型的结构框图;图2为本实用新型的程序结构图。
具体实施方式
以下结合实施例来具体说明本实用新型。实施例如图1所示,为本实用新型提供的一种嵌入式以太网控制接口模块的结构,主要 包括x86模块101、USB转以太网控制器转换电路102、配置电路103、USB接口电路104和 MII接口电路105。X86模块101为独立的模块电路板。USB转以太网控制器转换电路102采用USB2. 0 协议,该转换电路、配置电路103及MII接口电路105与需要控制的交换芯片布置在同一电 路板上,转换电路尽可能靠近交换芯片,使得MII接口电路105的布线长度尽可能短。X86模块101集成了 32位80486兼容微处理器CPU芯片106、128M容量的Flash存储器 107、256M容量的DDR2RAM存储器108,在模块电路板上提供了 1对USB数据收发信号插针109。USB转以太网控制器转换电路102为QFN56封装的集成芯片,内部的功能模块包括 兼容USB 2. 0标准的USB物理层模块110、USB 2. 0标准的USB控制器111、带有缓存容量 为30KB缓存器112的FIFO控制器113、兼容IEEE 802. 3和IEEE802. 3u标准的以太网物理 层模块114。配置电路103为USB转以太网控制器转换电路102的外围电路,提供USB物理层 模块110的基准电阻、USB控制器111的基准电阻、USB控制器111的内核电压滤波和无 EEPROM启动配置的功能。USB接口电路104使用插接结构,使用与USB数据收发信号插针109相配套的插 座,连接x86模块101和USB 2. 0转以太网控制器转换电路102。MII接口电路105用于连接以太网控制器和具有MII接口的交换芯片。包含的数 据信号如表1所示。表IMII接口数据信号表 如图2所示为本实用新型内部程序结构。以太网接口控制模块的驱动程序基于 Linux操作系统,这是一种具有丰富网络功能的操作系统,是整个程序结构的核心。所述程 序结构中,网络协议接口层201提供统一的网络数据收发程序,将需要发送的数据传递到 网络设备接口层202,并读取网络设备接口层202提交的数据,传递给上层应用程序。网络 设备接口层202提供一组网络设备驱动程序接口,具有以太网数据帧的封装、解包,网络设 备配置管理、状态查询、中断处理等功能。由于需使用USB接口收发数据,因此发送数据时, 网络设备接口层202将待发送的数据包和管理信息传递给USB接口转换电路驱动程序203, 接收数据时,网络设备接口层202读取USB接口转换电路驱动程序203提交的数据包和管 理信息。USB接口转换电路驱动程序203将需发送的数据或管理信息封装为USB转以太网 控制器转换电路102能识别的USB数据帧,并将USB核心程序204提交的USB数据帧解包, 向网络设备接口层202提交。USB核心程序204是一个通用的USB驱动程序框架,通过调用 USB控制器驱动程序205实现USB数据硬件收发功能。USB转以太网控制器转换电路102实现USB数据信号和MII数据信号的双向转换功 能,USB数据信号向MII数据信号转换时,USB物理层模块110通过USB接口电路104接收USB 数据帧,经由USB控制器111送往FIFO控制器113的传输队列中。FIFO控制器113将传输队 列中的数据转换为以太网控制数据传送到以太网物理层模块114,最后由MII接口电路发送 到交换芯片。如果是网络数据,经由4位发送数据信号发送;如果是控制数据,则由管理数据 输入输出信号发送;如果是复位信号,则由复位控制信号发送。MII数据信号向USB数据信号 转换时,网络数据经4位接收数据信号接收,中断指示信号由中断信号接收。以太网物理层模 块114收到数据后,送往FIFO控制器113的传输队列并转换为USB数据帧,由USB 2. 0控制 器111和USB物理层模块110通过USB接口电路104发送到x86模块101的USB接口 109。USB转以太网控制器转换电路102中FIFO控制器113的传输队列由USB转以太网 控制器转换电路102内部的SRAM 112缓存。
权利要求一种嵌入式以太网控制接口模块,其特征在于,包括x86模块(101),x86模块(101)通过USB接口电路(104)连接USB 2.0转以太网控制器转换电路(102),USB转以太网控制器转换电路(102)分别连接配置电路(103)及MII接口电路(105)。
2.如权利要求1所述的一种嵌入式以太网控制接口模块,其特征在于,所述USB2.0转 以太网控制器转换电路(102)包括依次连接的USB物理层模块(110)、USB控制器(111)、 FIFO控制器(113)及以太网物理层模块(114),FIFO控制器(113)带有缓存器(112)。
专利摘要本实用新型提供了一种嵌入式以太网控制接口模块,其特征在于,包括x86模块,x86模块通过USB接口电路连接USB 2.0转以太网控制器转换电路,USB转以太网控制器转换电路分别连接配置电路及MII接口电路。本实用新型提供的一种嵌入式以太网控制接口模块电路板制作成本较低,占用的空间小,便于灵活布置。
文档编号H04L29/10GK201623732SQ20102010153
公开日2010年11月3日 申请日期2010年1月26日 优先权日2010年1月26日
发明者周勇达 申请人:上海埃德电子股份有限公司
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