专利名称：一种以太网扩展电路模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种以太网扩展电路模块。
背景技术：
以太网是一种实现快速远距离数据传输的通信方式，适用于实时性和可靠性较高的系统。传统的通信方式主要是存储装置利用RS232、RS485等串口传输数据，速率较低，面对大数据实时传输要求显得无能为力。此外，USB总线可达到非常高的传输速率，但传输距离有限。以太网解决方案较多，目前通常采用主控CPU连接物理层接口芯片，在主控器内编写以太网通讯协议，在外围接口中使用逻辑器件或CPLD/FPGA来控制主控器件和以太网物理层接口芯片的时序逻辑；也有主控CPU有以太网模块，但是这样的CPU芯片价格昂贵，速度不快，在使用上有一定的局限性。
发明内容
本发明的目的是提供一种以太网扩展电路模块。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是
一种以太网扩展电路模块，包括用于作为嵌入式处理系统接口的以太网控制器、用于处理声音信号的DSP芯片，所述的以太网控制器与所述的DSP芯片相直连，所述的DSP芯片的数据通过所述的以太网控制器向PC上传送。优选地，还包括至少一个语音芯片、SDRAM芯片以及FLASH芯片，所述的语音芯片采集声音信号后通过所述的DSP芯片进行处理，所述的DSP芯片处理完的声音信号传入所述的SDRAM芯片等待处理；所述的FLASH芯片储存所述的DSP芯片的程序。优选地，还包括一个4路RS232串口，所述的4路RS232串口连接无线通讯模块接口、USB储存模块接口、GPS定位模块接口以及磁罗盘模块接口。优选地，所述的以太网控制器与所述的DSP芯片的接口模式为直接接口模式或间接地址模式。优选地，所述的以太网控制器与所述的DSP芯片的数据总线为16位宽度总线或8位宽度总线。优选地，所述的以太网控制器采用内部集成的PHY或外部连接的PHY。由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点
本发明采用DSP芯片和以太网控制器W5300直接连接的方式实现通讯功能，数据传输速度大大提高，具备 实时处理与传输声音信号的能力，且传输稳定性好。
附图I为本实施例中水下声学探测信号处理系统硬件框架 附图2为本实施例中以太网控制器与DSP芯片接口电路图；附图3为TCP服务器模式流程图。
具体实施例方式下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述
一种以太网扩展电路模块，包括用于作为嵌入式处理系统接口的以太网控制器、用于处理声音信号的DSP芯片，以太网控制器与DSP芯片相直连，DSP芯片的数据通过以太网控制器向PC上传送，在本实施例中芯片选用TI公司的TMS320C6713(简称C6713);以太网控制器采用WIZnet公司的W5300。配合本发明实现的声学信号处理硬件系统如图I所示，该系统实现多路声音信号的采集、处理。其包括至少一个语音芯片(CODEC)、SDRAM芯片、FLASH芯片以及，一个4路RS232串口，4路RS232串口连接无线通讯模块接口、USB储存模 块接口、GPS定位模块接口以及磁罗盘模块接口。CODEC采集声音信号后通过TMS320C6713进行处理，处理完的声音信号传入挂载在TMS320C6713外部数据总线上的SDRAM芯片等待处理；FLASH芯片储存TMS320C6713的程序，嵌入式采集系统通过W5300芯片以以太网传输方式与服务器进行通 目。设计过程详细论述如下
I、TMS320C6713与W5300硬件接口电路设计
W5300与TMS320C6713的接口模式有直接地址模式和间接地址模式两种；数据总线又分16位和8位宽度总线两种方式；W5300可以使用内部集成的PHY，也可以使用外接的PHY。因此在硬件设计上可以有多种可以选择的方案。根据声学信号处理的速率的要求，在实施例中采用直接地址模式、16位宽度数据总线以及内部集成PHY，所有W5300的配置都是由DSP编程控制完成的。在16位数据总线模式下W5300地址线ADDR[9:1]与TMS320C6713的地址线EA[10:2]相连，ADRR
接地或悬空。BIT16EN引脚决定数据总线模式BIT16EN拉高为16位宽数据总线模式，BITI6EN拉低为8位宽数据总线模式；TEST_M0DE [3:0]的4个引脚用于配置PHY模式和厂商测试模式，TEST_M0DE[3:0]的4个引脚都接地时为内部PHY模式。在内部PHY运行控制模式的多种选择中，将0P_M0DE[2:0]的3个引脚接地，固定地选择了一种模式自动握手模式；W5300在工作过程中模拟部分和数字部分使用了两种电压3. 3V和
1.8V，而1.8V内核工作电压由W5300自己产生，但是这种电压不能提供给W5300以外的其它器件。TMS320C6713的EMIF总线就是提供用户扩展外设的，EMIF引脚具有数据线、地址线、读写控制信号、片选空间等。TMS320C6713上EMIF提供4个外设片选空间CE[3:0]。其中使用CE2外扩W5300，及将地址OxAOOOOOOO OxAFFFFFFF分配给W5300芯片。EMIF可以实现与W5300的异步连接。通过设置CE2空间的异步读写时序，实现高速异步读写控制。W5300的读写信号线分别接在C6713上的读写信号线。中断引脚接TMS320C6713D的INT4，其具体接口电路如图2所示。2、TMS320C6713与W5300以太网程序设计与实现 a、DSP开发环境CCS
TI公司推出的CCS开发环境支持高级语言、汇编语言以及混和语言的程序设计。运用汇编语言进行DSP开发具有较高的效率，但是开发的周期长，且本文的算法复杂，完全采用汇编语言进行编程的难度很大。用C语言编写程序并进行编译和链接，随着C优化编译器的提高以及C语言本身的灵活性、易移植性，C语言已逐渐成为DSP软件开发的一种趋势。C语言作为一种高级语言，具有清晰易懂、可维护性和可移植性好、通用性强等优点，尤其对算法的编写更加容易，因此本文采用C语言进行软件设计。b、W5300的驱动程序设计
W5300硬件驱动实现是对其寄存器编程控制，完成数据正确的接收和发送。网络通信的过程可分为网卡初始化、接收控制和发送控制三部分。初始化过程主要是对以太网控制器的工作参数进行配置，以便以太网控制器可以正常工作。由于W5300的寄存器地址直接映射到TMS320C6713的存储空间CE2中，所以对W5300的寄存器的读写操作就是对映射地址的读写操作，可以根据W5300的寄存器进行以太网控制器的工作参数设置。W5300可以通过初始化一些寄存器来实现通信链路的建立，W5300的初始化主要分三步进行主机接口设置、网络信息设置、内部存储空间分配。W5300不支持上电复位，但支持软件复位，复位信号的低电平至少要持续2us，在复位信号变成高电平后还需要至少持续10ms，让内部锁相环处于稳定状态。所以在接线中，将C6713的GP6设置成GPIO 口来控制W5300的RST脚。参数设置完毕，初始化完成后，就可以在PC机上进行ping通信了。我们设置了W5300 的 IP 地址192. 168. O. 20 ;PC 机的 IP 地址:192. 168. O. 30。ping 结果如图 3，可以判断初始化设置正确。完成初始化设置后，W5300可通过已打开的工作在TCP或UDP模式下的套接口进行数据的发送和接收。由于UDP是一种无连接不可靠的通信协议，本系统中没有使用，因此下面只介绍TCP模式下W5300的工作情况。TCP是以连接为基础的通信方式，它必须建立连接，然后利用连接的IP地址和端口号进行数据传输。TCP有两种连接方式一种是服务器模式(被动开启)，即等待连接请求以建立连接；另一种是客户端模式(主动开启)，即发送连接请求到服务器。对于一个点对点的网络通信系统来说，客户端和服务器必须同时存在，但是对于某一特定的硬件平台，它可以其中的一种方式存在，在本系统中，W5300 —直服务器模式存在。W5300完成的功能包括套接口建立、接收客户端的连接请求、数据接收和发送、接收客户端的断开连接请求等，建立的软件流程如图3所示。C、系统调试
通过AIC32采集水下声信号，DSP将数据通过W5300往PC机上传送，我们在PC机上使用TCP&UDP测试工具，接收数据，并使用wireshark对数据进行数据包抓取合判断其工作方式，可以证实W5300与PC机工作在TCP模式下，数据可靠。 上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种以太网扩展电路模块，其特征在于包括用于作为嵌入式处理系统接口的以太网控制器、用于处理声音信号的DSP芯片，所述的以太网控制器与所述的DSP芯片相直连，所述的DSP芯片的数据通过所述的以太网控制器向PC上传送。
2.根据权利要求I所述的一种以太网扩展电路模块，其特征在于还包括至少一个语音芯片、SDRAM芯片以及FLASH芯片，所述的语音芯片采集声音信号后通过所述的DSP芯片进行处理，所述的DSP芯片处理完的声音信号传入所述的SDRAM芯片等待处理；所述的FLASH芯片储存所述的DSP芯片的程序。
3.根据权利要求I所述的一种以太网扩展电路模块，其特征在于还包括一个4路RS232串口，所述的4路RS232串口连接无线通讯模块接口、USB储存模块接口、GPS定位模块接口以及磁罗盘模块接口。
4.根据权利要求I所述的一种以太网扩展电路模块，其特征在于所述的以太网控制器与所述的DSP芯片的接口模式为直接接口模式或间接地址模式。
5.根据权利要求I所述的一种以太网扩展电路模块，其特征在于所述的以太网控制器与所述的DSP芯片的数据总线为16位宽度总线或8位宽度总线。
6.根据权利要求I所述的一种以太网扩展电路模块，其特征在于所述的以太网控制器采用内部集成的PHY或外部连接的PHY。
全文摘要
本发明涉及一种以太网扩展电路模块，包括用于作为嵌入式处理系统接口的以太网控制器、用于处理声音信号的DSP芯片，所述的以太网控制器与所述的DSP芯片相直连，所述的DSP芯片的数据通过所述的以太网控制器向PC上传送。本发明采用DSP芯片和以太网控制器W5300直接连接的方式实现通讯功能，数据传输速度大大提高，具备实时处理与传输声音信号的能力，且传输稳定性好。
文档编号H04L12/28GK102868582SQ20121036349
公开日2013年1月9日 申请日期2012年9月26日 优先权日2012年9月26日
发明者杨侃, 张宪起, 刘鹏, 刘海亮, 李贵娇 申请人:中国兵器工业集团第二一四研究所苏州研发中心