基于微控制器芯片的以太网扩展系统的制作方法

本发明涉及工业通信领域，具体涉及一种基于微控制器芯片的以太网扩展系统。

背景技术：

电力系统保护测控类设备是当电力系统中的电气元件发生故障或不正常运行时，快速而准确地使断路器跳闸或发出信号的自动控制装置。智能变电站中广泛采用电子式互感器、合并单元、智能终端等设备，使得智能变电站中的保护测控类设备以太网的接口需求越来越多，同时随着精准对时协议的推广，基于网络对时的应用也逐渐盛行，因此，多以太网络接口且具有同步功能的技术对于保护测控类设备的性能的提高及功能的增强至关重要。

通常，微控制器芯片(例如DSP芯片)中只有一个MAC控制器，因此只能接一个独立MAC控制器。实际的工程中，需要3个以太网，一般DSP芯片是无法实现的。要扩展多个以太网，现有技术中，可以通过现有MAC控制器加SWITCH芯片来实现。但是，这种方案中，各个以太网不具有独立MAC通道，如果工程要求独立MAC通道，就无法满足工程的需要。

如何实现DSP芯片多个独立的以太网通道成为亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于如何实现微控制器芯片多个独立的以太网通道。

为此，根据第一方面，本发明实施例公开了一种基于微控制器芯片的以太网扩展系统，包括：

微控制器芯片，微控制器芯片具有扩展接口；扩展模块，包括至少一个以太网物理层通道；扩展模块连接至扩展接口；通道控制器，连接至扩展模块，用于对扩展模块进行控制，以开启/关闭至少一个以太网物理层通道中的一个或多个。

可选地，扩展接口为SRIO、hyperlink和PCIe接口中的任意一种或任意组合。

可选地，扩展模块为协议转换芯片。

可选地，扩展模块将扩展接口转换为至少两个并行的以太网接口，至少两个并行的以太网接口通过扩展接口与微控制器芯片进行数据交互。

可选地，通道控制器为以太网控制器。

可选地，微控制器芯片为DSP芯片。

本发明技术方案，具有如下优点：

本发明实施例提供的基于微控制器芯片的以太网扩展系统，由于扩展模块包括至少一个以太网物理层通道，扩展模块连接至扩展接口；通道控制器用于对扩展模块进行控制，以开启/关闭至少一个以太网物理层通道中的一个或多个。从而，实现了通过扩展模块对微控制器芯片的以太网物理层通道进行扩展，相对于现有技术中，通过切换开关芯片的物理层通道中导致的轮寻的方式，本实施例能够实现多个独立的以太网通道并行工作，继而提高了通信的速率；相对于轮寻的方式，减少了数据丢失概率，从而提高了通信的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中一种基于微控制器芯片的以太网扩展系统示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

为实现微控制器芯片多个独立的以太网通道，本实施例公开了一种基于微控制器芯片的以太网扩展系统，请参考图1，为该以太网扩展系统结构原理示意，该以太网扩展系统包括：微控制器芯片1、扩展模块2和通道控制器3，其中：

微控制器芯片1具有扩展接口11。本实施例中，以微控制器芯片1为DSP芯片(例如TMS320C6655)为例进行说明。在具体实施例中，扩展接口11可以为SRIO、hyperlink和PCIe接口中的任意一种或任意组合。具体地，SRIO、hyperlink都是需要通过FPGA来实现，实现难度较大，而且增加了系统的功耗。因此，本实施例中，扩展接口11优选为PCIe接口，相对简单，具有专门的芯片可以实现。

扩展模块2包括至少一个以太网物理层通道21，扩展模块2连接至扩展接口11。在具体实施例中，扩展模块2可以具有多个与扩展接口11物理参数相同的接口，以实现以太网通道的连接。在可选的实施例中，扩展模块2为协议转换芯片(例如89HPES6T5)，以使得各以太网通道符合相应的通信协议。在具体实施例中，扩展模块2将扩展接口11转换为至少两个并行的以太网接口22，至少两个并行的以太网接口22通过扩展接口11与微控制器芯片1进行数据交互。

通道控制器3连接至扩展模块2，用于对扩展模块2进行控制，以开启/关闭至少一个以太网物理层通道中的一个或多个。在可选的实施例中，通道控制器3为以太网控制器，例如以太网控制器芯片WG82574IT。本实施例中，由于通过以太网控制器控制扩展模块2，并对其以太网物理层通道进行相应的控制，从而实现了微控制器芯片多个独立的以太网通道，具体地，微控制器芯片自身一个以太网通道，扩展模块2提供一个或多个以太网物理层通道。

为便于本领域技术人员理解，以微控制器芯片为TMS320C6655为例进行示例，以下示例中，扩展模块为89HPES6T5芯片，通道控制器为WG82574IT芯片。

TMS320C6655的PCIe(2lane)接口通过89HPES6T5芯片将2lane的PCIe接口转换成2个1lane的PCIe接口，每个接口接PCIe的以太网控制器芯片WG82574IT。从而，可以使得每个以太网都有自己的MAC控制器。同时由于TMS320C6655的PCIe(2lane)接口每个lane的通信速度为5GBaud，分成2个就是每个lane具有5GBaud的通信速率，可以满足千兆以太网需要通信的1.25Gbps/s的带宽的要求。实现了DSP本身的独立MAC控制器的扩展，同时方案简单可靠，外围器件少，功耗小，也就可以保证通信的速率、可靠性。

本实施例提供的基于微控制器芯片的以太网扩展系统，由于扩展模块包括至少一个以太网物理层通道，扩展模块连接至扩展接口；通道控制器用于对扩展模块进行控制，以开启/关闭至少一个以太网物理层通道中的一个或多个。从而，实现了通过扩展模块对微控制器芯片的以太网物理层通道进行扩展，相对于现有技术中，通过切换开关芯片的物理层通道中导致的轮寻的方式，本实施例能够实现多个独立的以太网通道并行工作，继而提高了通信的速率；相对于轮寻的方式，减少了数据丢失概率，从而提高了通信的可靠性。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。