专利名称：无线与有线网络桥接芯片的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无线与有线网络桥接芯片，特别是涉及一种桥接有线网络和无线网络的网络桥接芯片。
背景技术：
网络是现代办公、居家和差旅中均不可缺少的一个组成部分，但有线网络在布线和改动方面存在弱点，使一些需要经常变动网络的办公室感到不便，有线网络也使得便携设备联网受到限制。在这样的情况下我们可以以无线网络替代有线网络。通常，把有线网络转换为无线网络，或者说，实现有线网络和无线网络之间桥接的方法是通过无线上网接入设备。现有的无线上网接入设备的主要部件包括如无线模组(射频、功放和基带处理器)、控制器芯片、Flash芯片和SDRAM芯片等4个部分，其中Flash芯片用于控制器程序的存储；SDRAM芯片用于控制器程序运行以及数据存储；控制器芯片用于实现对无线模组进行配置和数据传输控制，并对有线网络进行数据传输控制，从而实现有线网络和无线模组的桥接。然而，现有的无线上网接入设备的控制器芯片与Flash和SDRAM芯片(以下如非特别指明，统称为存储芯片)是独立的几个芯片，有其诸多不足之处。其一，存储芯片与控制器芯片分别安装在印制电路板(PCB)上，存储芯片与控制器芯片之间的数据及电连接是通过印制电路板上的线路实现，数据传输的稳定性及可靠比较难以得到保证。其二，存储芯片和控制器芯片独立封装制得的无线上网接入设备，其内部元件数量的增加，使得整个无线上网接入设备的体积较难降低，难以达到便携的要求，同时增加了系统电路设计的复杂性及SMT工艺的难度。其三，分离设计对于设备厂商的程序代码是不安全的，通过对Flash芯片中二进制代码的分析，较易获得其算法及数据结构，存在不安全的隐患。其四，多芯片带来的成本的增加，以及额外的封装测试费用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种具有程序和数据存储安全并且具有连接有线网络和无线网络功能的网络桥接芯片为此，本发明解决技术问题的技术方案是:提供一种无线与有线网络桥接芯片，包括微处理器，作为整个芯片的控制器，主要控制网络数据的收发和参数的设置；DMA控制器，接收微处理器的控制，对网络数据执行快速存取；有线网络收发器单元，用于有线网络数据的传输；有线网络介质存取控制器，用于有线网络存取控制；无线网络射频收发器，用于无线网络基带信号和无线网络射频信号之间的转换；无线网络基带处理器，用于无线网络基带信号处理；无线网络介质存期控制器，用于无线网络存取控制；数据帧格式转换器，用于有线网络数据帧格式和无线 模组数据帧格式之间的转换；数据和程序存储单元，用于数据和微处理器程序的存储。与现有技术相比，本发明提供的无线与有线网络桥接芯片同时具有芯片内部程序和数据存储器，芯片内部集成无线网络射频、基带和介质存取控制器，以及有线网络介质存取控制器和有线网络收发器，从而可以很大程度提高芯片的集成度，并且增加程序和数据的安全性，此外，通过内部DMA控制器，实现数据的DMA传输，更进一步的提高了网络数据传输的速度。
在本发明专利申请的权利要求书中，具体地指出了本发明的主题，并清楚地对其提出了专利保护。然而参照说明和附图，可以更好的理解本发明的有关结构和实现方法以及其目的、特征和优势。图1是本发明实现的无线与有线网络桥接芯片的原理方框图；图2是利用图1所示的无线与有线网络桥接芯片制成的无线上网接入设备原理方框图；虽然此处说明描述了本发明的某些特征及一种实现方法，但是对于本专业的技术人员来说，将会出现许多修改、替换、变化和等效代换。因此，本发明的保护范围以所附的权利要求的范围为准。
具体实施例方式以下以具体实施的方式说明本发明实现的无线与有线网络桥接芯片，结合附图及说明可以得到更好的理解。请参阅图1，是本发明无线与有线网络桥接芯片2的原理方框图，为了更好地实现对本发明无线与有线网络桥接芯片2的理解，现从原理上对无线与有线网络桥接芯片2划分模块，包括内部存储单元20、微处理器(CPU) 21、通过总线与微处理器相连接的DMA控制器22、有线网络收发器单元23、有线网络介质存取控制器24、无线网络介质存取控制器25、无线网络基带处理器26、无线网络射频收发器27、寄存器组28和数据帧格式转换器29。所述微处理器21作为本发明无线与有线网络桥接芯片的核心，接收和执行外部指令，控制和协调其他各单元操作。在本发明的无线与有线网络桥接芯片2中，所述的微处理器21连接有一内部存储单元20，其中内部存储单元20包括R0M201和RAM202这两个部分，其中R0M201主要存储提供微处理器21运行的、控制整个芯片操作的系统程序和/或应用程序，而RAM202则作为应用程序运行的数据和/或代码的缓存，所述的ROM可以选用但不限于掩模R0M、EPR0M、EEPR0M、0TP、MTP、FLASH的介质，所述的RAM可以选用但不限于FIFO、触发器组成RAM、异步RAM、SRAM、DRAM、SDRAM、EEPROM、FLASH、MRAM、FRAM 等介质。所述微处理器21通过总线200与其他各单元建立数据连接，对无线与有线网络桥接芯片2中其他各单元的参数进行配置，包括对DMA控制器22、有线网络收发器单元23、有线网络介质存取控制 器24、无线网络介质存取控制器25、无线网络基带处理器26、无线网络射频收发器27、寄存器组28和数据帧格式转换器29、以及对芯片外部功率放大器4的参数配置和控制，以及根据指令的要求实现数据操作。
所述DMA控制器22连接并受微处理器21控制，通过接受微处理器21指令实现对有线网络介质存取控制器24和无线网络介质存取控制器25的数据进行快速存取，DMA控制器22进行数据存取主要通过调用相关的寄存器的参数建立DMA数据传输通道，完成不同DMA传输类型的数据快速传输功能。在DMA控制器22辅助存取下，微处理器21对有线网络和无线网络的数据收发速度均有很大的提高。所述DMA控制器22调用的相关参数的寄存器包括DMA控制寄存器、RAM地址寄存器、数据长度计数寄存器等参数值来完成不同类型的DMA数据传输。所述相关寄存器均设置于寄存器组28中，除前述相关寄存器之外，寄存器组28进一步包括处理器控制寄存器、处理器状态寄存器、处理器地址寄存器、有线网络控制寄存器、有线网络状态寄存器、无线网络控制寄存器、无线网络状态寄存器等；所述的寄存器组28可能以独立模块电路的形式存在于无线与有线网络桥接芯片2中，也可能分布式存在于无线与有线网络桥接芯片的各功能模块电路中。所述的DMA数据传输类型包括但不限于:在有线网络收发器单元23与无线网络介质存取控制25之间实现数据传输、在有线网络收发器单元23与R0M201之间实现数据传输、在有线网络收发器单元23与RAM202之间实现数据传输、在有线网络介质存取控制器24与R0M201之间实现数据传输、在有线网络介质存取控制器24与RAM202之间实现数据传输、在无线网络介质存取控制25与R0M201之间实现数据传输、在无线网络介质存取控制25与RAM202之间实现数据传输。所述的有线网络收发器单元23包括以数字电路和/或模拟电路方式实现的有线网络基带处理电路，具体而言，包括滤波电路、AGC放大电路、编解码电路以及其他信号处理电路。所述的有线网络介质存取控制器24用于有线网络数据帧的收发控制以及对有线网络收发器单元23的控制和 操作，所述有线网络可以是基于光纤的以太网、基于双绞线的以太网、基于同轴电缆的以太网、令牌环网、ADSL、VDSL等；所述有线网络介质存取控制器24可以是单独存在，也可与微处理器21合二为一，或可直接通过微处理器21实现。所述的无线网络类型包括但不限于WLAN、WIF1、Zigbee、IrDA、GPRS、WCDMA、TDSCDMA、CDMA、CDMA2000、蓝牙、UWB或WiMAX所述无线网络介质存取控制器25可以是单独存在，也可与微处理器21合二为一，或可直接通过微处理器21实现。所述的数据帧格式转换器29完成有线网络数据帧格式和无线网络数据帧格式之间的转换。数据帧格式转换可以在DMA传输过程中完成，也可以在数据帧暂存至RAM202之后，通过微处理器和/或硬件电路对RAM202的读写操作来完成。所述数据帧格式转换器29可以是单独存在，也可与微处理器21合二为一，或可直接通过微处理器21实现。在本发明的无线与有线网络桥接芯片2中包括微处理器21及DMA控制器22，因而本发明的无线与有线网络桥接芯片2的数据传输有两种工作模式，微处理器模式和DMA传输模式，其默认模式是微处理器模式，在此模式下，所需的数据和地址总线均由微处理器21直接控制，实现对其他各模块单元的控制和数据操作。在DMA传输模式，所需的数据和地址总线均受DMA控制器22控制，实现DMA控制器22与其他各模块单元之间的数据直接传输。所述的两种工作模式的切换是通过微处理器21设置DMA控制寄存器的相应参数来实现，该相应的参数主要包括DMA_EN、DMA_TYPE、DMA_STATUS，其功能和设置详细描述如下:参数DMA_EN主要用于切换操作模式，本发明无线与有线网络桥接芯片2默认的操作模式，即微处理器模式，由微处理器21对该无线与有线网络桥接芯片2的数据线和地址线进行控制，对数据进行操作；通过改变参数DMA_EN的值可以切换到DMA模式，即由DMA控制器22对该无线与有线网络桥接芯片2的数据线和地址线进行控制，在数据完成DMA传输后，可以由所述DMA控制器22或微处理器21将该参数值再次设置为默认值，使得无线与有线网络桥接芯片2处于微处理器模式下。参数DMA_TYPE主要用于定义DMA数据传输的类型，其数据传输类型可以为多种类型，例如:在有线网络收发器单元23与无线网络介质存取控制25之间实现数据传输、在有线网络收发器单元23与R0M201之间实现数据传输、在有线网络收发器单元23与RAM202之间实现数据传输、在有线网络介质存取控制器24与R0M201之间实现数据传输、在有线网络介质存取控制器24与RAM202之间实现数据传输、在无线网络介质存取控制25与R0M201之间实现数据传输、在无线网络介质存取控制25与RAM202之间实现数据传输等等。参数DMA_STATUS指示当前DMA状态，用不同的值表示DMA传输空闲和DMA传输忙；参数DMA_STATUS可以用于产生微处理器21输入端口的中断信号，在微处理器21使能该中断时，该参数可以根据微处理器21的设置以边沿方式或电平方式来触发中断；参数DMA_STATUS的值可以设置成由DMA控制器22自动重置，也可以设置成由微处理器21来重置该参数到默认值。本发明的无线与有线网络桥接芯片2中具有芯片内部程序和数据存储器，可以很大程度提高芯片的集成度，增加程序和数据的安全性，且通过内部DMA控制器，实现数据的DMA传输，更进一步的提高了网络数据传输的速度。此外，所述无线与有线网络桥接芯片2通过内部集成程序和数据存储器，省去外部FLASH和SDRAM芯片，同时也减少了用于FLASH和SDRAM芯片的相应管脚，使得所述无线与有线网络桥接芯片2具有更少的管脚数，更有利于封装形式选择以及小型化应用。请参阅图2，是利用本发明无线与有线网络桥接芯片2制成的无线上网接入设备I的主要组件示意框图，无线上网接入设备I包括无线与有线网络桥接芯片2、有线网络接口元件3和功率放大器4，该有线网络接口元件3用于外部有线网络与无线与有线网络桥接芯片2之间建立物理电气连接，无线与有线网络桥接芯片2用于实现外部有线网络和无线模组之间的网络桥接，无线模组用于实现无线网络的物理连接。所述的有线网络接口元件3所采用的接口元件类型不限于光纤接口、RJ-45、RJ-11、USB线缆接口、SATA接口、串口、并口或排针等接插件。所述的功率放大器4可能包括内置或外置的天线开关。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离不发明原理的前提下，还可以做出 若干改进和修饰，这些改进和修饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种无线与有线网络桥接芯片，包括:微处理器(21)，作为整个芯片的控制器，主要控制数据的存取、传输和参数的设置；DMA控制器(22)，接受微处理器的控制，对数据执行快速传输；有线网络收发器单元(23)，用于有线网络数据的传输；有线网络介质存取控制器(24)，用于有线网络存取控制；无线网络介质存期控制器(25)，用于无线网络存取控制；无线网络基带处理器(26)，用于无线网络基带信号处理；无线网络射频收发器(27)，用于无线网络基带信号和无线网络射频信号之间的转换；数据帧格式转换器(29)，用于有线网络数据帧格式和无线模组数据帧格式之间的转换。
2.根据权利要求1所述的无线与有线网络桥接芯片，其特征在于，工作时不需要外挂Flash芯片和/或SDRAM芯片。
3.根据权利要求1所述的无线与有线网络桥接芯片，其特征在于，可工作于处理器模式和/或DMA模式。
4.根据权利要求1所述的无线与有线网络桥接芯片，其特征在于，所述有线网络收发器单元(23)的有线网络协议类型包括但不限于IEEE802.3系列。
5.根据权利要求1所述的无线与有线网络桥接芯片，其特征在于，所述有线网络收发器单元(23)的介质接口类型包括但不限于双绞线、同轴电缆、光纤或电话线。
6.根据权利要求1所述的无线与有线网络桥接芯片，其特征在于，所述无线网络类型包括但不限于 WLAN、Zigbee, IrDA, GSM、GPRS, WCDMA, TDSCDMA、CDMA、CDMA2000、蓝牙、UffB或 WiMAX。
全文摘要
本发明公开了一种无线与有线网络桥接芯片的结构和原理，所述的无线与有线网络桥接芯片包括微处理器、与微处理器相连接的DMA控制器、寄存器、有线网络收发器单元、有线网络介质存取控制器、无线网络射频收发器、无线网络基带处理器、无线网络介质存取控制器，以及通过有线网络介质存取控制器或无线网络介质存取控制器与前述各单元建立数据连接的数据存储单元，所述的无线与有线网络桥接芯片包括其他控制网络数据处理的功能部件，使用该芯片的网络设备，增加了网络数据传输的范围和扩展性，并且简化了外部的硬件电路设计，同时降低了整个网络设备的体积。
文档编号H04L12/46GK103227743SQ201310150548
公开日2013年7月31日 申请日期2013年4月27日 优先权日2013年4月27日
发明者朱小茅, 吴俊辉 申请人:苏州超锐微电子有限公司