USB转以太网网卡的配置方法、网络设备与流程

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种USB转以太网网卡的配置方法，还涉及一种网络设备。

背景技术：

USB转以太网网卡用于实现以太网接口技术和USB并行总线接口技术的转换，从而使得不具备网络接口的设备能够通过其USB接口进行联网。传统的USB转以太网网卡需要外置EEPROM芯片(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，电可擦可编程只读存储器)来进行产品配置，增加了产品成本。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种成本较低的USB转以太网网卡的配置方法，还提供一种网络设备。

一种USB转以太网网卡的配置方法，所述USB转以太网网卡包括USB转以太网芯片；所述方法包括：在所述USB转以太网芯片上设置MAC地址存储区域；生成静态MAC地址；所述静态MAC地址不同于所述USB转以太网芯片的固有MAC地址；以及将所述静态MAC地址存储在所述MAC地址存储区域和所述USB转以太网芯片的MAC地址寄存器中，作为所述USB转以太网网卡的MAC地址。

在其中一个实施例中，所述在所述USB转以太网芯片上设置MAC地址存储区域的步骤具体为：在所述USB转以太网芯片上未设置有MAC地址存储区域时，在所述USB转以太网芯片上设置MAC地址存储区域。

在其中一个实施例中，所述生成静态MAC地址的步骤包括：获取操作权限；以及随机生成一不同于所述USB转以太网芯片的固有MAC地址的随机值作为所述静态MAC地址。

在其中一个实施例中，所述将所述静态MAC地址存储在所述MAC地址存储区域的步骤之后还包括：将所述MAC地址存储区域的访问权限设置为只读。

在其中一个实施例中，所述生成静态MAC地址的步骤之后、所述将所述静态MAC地址存储在所述MAC地址存储区域和所述USB转以太网芯片的MAC地址寄存器中的步骤之前还包括步骤：将所述静态MAC地址的最高位置零。

一种网络设备，包括主控芯片和USB转以太网网卡；所述USB转以太网网卡包括USB转以太网芯片；所述主控芯片用于在所述USB转以太网芯片上设置MAC地址存储区域，并生成静态MAC地址；所述静态MAC地址不同于所述USB转以太网芯片的固有MAC地址；所述主控芯片还用于将所述静态MAC地址存储在所述MAC地址存储区域和所述USB转以太网芯片的MAC地址寄存器中，作为所述USB转以太网网卡的MAC地址。

在其中一个实施例中，所述主控芯片在生成静态MAC地址还需要获取所述USB转以太网芯片的操作权限；所述主控芯片在获取操作权限后随机生成一不同于所述USB转以太网芯片的固有MAC地址的随机值作为所述静态MAC地址。

在其中一个实施例中，所述主控芯片还用于将所述静态MAC地址的最高位置零。

在其中一个实施例中，所述USB转以太网网卡还包括USB接口模块、以太网接口模块和变压模块；所述USB接口模块与所述USB转以太网芯片连接；所述USB接口模块用于与USB接口设备连接；所述以太网接口模块用于与以太网传输线连接；所述变压模块连接于所述USB转以太网芯片和所述以太网接口之间；所述变压模块用于进行外部干扰信号隔离并提供数据传输所需的偏置电压。

在其中一个实施例中，所述USB转以太网芯片内设置有电压转换模块；所述电压转换模块用于将所述USB转以太网芯片的输入电压转换为目标电压后通过输出引脚输出并给所述USB转以太网芯片上的目标引脚进行供电。

上述USB转以太网网卡的配置方法，通过在USB转以太网芯片上设置MAC地址存储区域，并生成与USB转以太网芯片的固有MAC地址不同的静态MAC地址后，将该静态MAC地址存储在MAC地址存储区域和所述USB转以太网芯片的MAC地址寄存器中，作为USB转以太网网卡的MAC地址，完成对USB转以太网网卡的MAC地址配置。因此，采用上述配置方法后无需外置EEPROM芯片等配置设备来对USB转以太网网卡的MAC地址进行配置，从而有利于节省产品成本。

附图说明

图1为一实施例中的USB转以太网网卡的配置方法的流程图；

图2为一实施例中的网络设备的结构框图；

图3为一实施例中的USB转以太网网卡的结构框图；

图4为图3中的USB转以太网芯片及其周围电路的电路原理图；

图5为图3中的USB接口模块的电路原理图；

图6为图3中的以太网接口模块和变压模块的电路原理图；

图7为图3中的EEPROM配置芯片的电路原理图；

图8和图9为图3中的滤波电路的电路原理图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1为一实施例中的USB转以太网网卡的配置方法的流程图。该USB转以太网网卡包括USB转以太网芯片，用于完成USB转以太网网卡的主要功能。该配置方法包括以下步骤：

S110，在USB转以太网芯片上设置MAC地址存储区域。

在本实施例中，仅在USB转以太网芯片上未设置有MAC地址存储区域时，才会执行S110。也即，仅在首次读取USB转以太网网卡的MAC地址时需要执行该配置方法。可以通过判断读取USB转以太网网卡的MAC地址的结果是否为空来判断是否为首次读取，也即在执行S110之前，先读取USB转以太网网卡的MAC地址，若读取结果为空则执行S110。在预设位置建立用于存储MAC地址的MAC地址存储文件。设置的MAC地址存储文件不会在掉电后消除。

S120，生成静态MAC地址。

生成的静态MAC地址应当与USB转以太网芯片的固有MAC地址不同。因为USB转以太网芯片为批量生产，因此生产出来的USB转以太网芯片的固有MAC地址也相同，从而导致无法直接利用其固有的MAC地址作为USB转以太网网卡的MAC地址。在一实施例中，在执行S120之前，还需要先获取操作权限。配置过程中产生的静态MAC地址将作为USB转以太网网卡的固定MAC地址，因此仅允许有操作权限的系统或设备对其进行操作，进而提高产品的安全性。在获取操作权限后，随机生成一不同于USB转以太网芯片的固有MAC地址的随机值作为静态MAC地址。

S130，将静态MAC地址存储在MAC地址存储区域和USB转以太网芯片的MAC地址寄存器中，作为USB转以太网网卡的MAC地址。

将静态MAC地址存储在MAC地址存储区域后，还可以将MAC地址存储区域的访问权限设置为只读，从而在生成USB转以太网网卡的MAC地址后将其固定不变。在将静态MAC地址存储在MAC地址存储区域时，还需要将静态MAC地址存储在USB转以太网芯片的MAC地址寄存器中。因此，通过判断数据包中的MAC地址与MAC地址寄存器的地址是否匹配可以判断数据是否正常传输，如是否发送至正确的网络设备或者该数据是否为目标接收数据。

在一实施例中，在执行S120之后，S130之前还需要执行以下步骤，将生成的静态MAC地址的最高位置零。通过将静态MAC地址的最高位置零可以确保USB转以太网网卡具有较好的兼容性。配置USB转以太网网卡的MAC地址后，网络设备可以读取该MAC地址，并与其建立网络连接。

上述USB转以太网网卡的配置方法，通过在USB转以太网芯片上设置MAC地址存储区域，并生成与USB转以太网芯片的固有MAC地址不同的静态MAC地址后，将该静态MAC地址存储在MAC地址存储区域和USB转以太网芯片的MAC地址寄存器中，作为USB转以太网网卡的MAC地址，完成对USB转以太网网卡的MAC地址配置。传统的USB转以太网网卡需要外置EEPROM芯片，EEPROM芯片上直接配置有MAC地址，从而在进行网络连接时，可以读取EEPROM上的MAC地址作为USB转以太网网卡的MAC地址。显然，采用上述配置方法后无需外置EEPROM芯片等配置设备来对USB转以太网网卡的MAC地址进行配置，从而有利于节省产品成本。

本发明还提供一种网络设备，该网络设备可以利用以太网网络进行联网。该网络设备的结构框图如图2所示。该网络设备包括主控芯片210和USB转以太网网卡220。USB转以太网网卡220包括USB转以太网芯片，用于实现USB转以太网网卡的主要功能。其中，主控芯片210用于执行前述实施例中所提及到的配置方法，从而实现对USB转以太网网卡220的MAC地址进行配置。

主控芯片210用于在USB转以太网芯片上设置MAC地址存储区域。主控芯片210仅在USB转以太网芯片上未设置有MAC地址存储区域时，才会在USB转以太网芯片上设置MAC地址存储区域。主控芯片210可以通过判断读取USB转以太网网卡的MAC地址的结果是否为空来判断是否为首次读取，也即先读取USB转以太网网卡的MAC地址，若读取结果为空则在USB转以太网芯片上设置MAC地址存储区域。主控芯片210也可以在预设位置建立用于存储MAC地址的MAC地址存储文件。

主控芯片210还用于在设置MAC地址存储区域后生成静态MAC地址。生成的静态MAC地址应当与USB转以太网芯片的固有MAC地址不同。因为USB转以太网芯片为批量生产，因此生产出来的USB转以太网芯片的固有MAC地址也相同，从而导致无法直接利用其固有的MAC地址作为USB转以太网网卡的MAC地址。在一实施例中，主控芯片210在生成静态MAC地址前，还需要先获取操作权限。配置过程中产生的静态MAC地址将作为USB转以太网网卡的固定MAC地址，因此仅允许有操作权限的系统或设备对其进行操作，进而提高产品的安全性。在获取操作权限后，主控芯片210随机生成一不同于USB转以太网芯片的固有MAC地址的随机值作为静态MAC地址。

主控芯片210还用于将生成的静态地址存储在MAC地址存储区域和USB转以太网芯片的MAC地址寄存器中，作为USB转以太网网卡的MAC地址。将静态MAC地址存储在MAC地址存储区域后，还可以将MAC地址存储区域的访问权限设置为只读，从而在生成USB转以太网网卡的MAC地址后将其固定不变。在将静态MAC地址存储在MAC地址存储区域时，还需要将静态MAC地址存储在USB转以太网芯片的MAC地址寄存器中。因此，通过判断数据包中的MAC地址与MAC地址寄存器的地址是否匹配可以判断数据是否正常传输，如是否发送至正确的网络设备或者该数据是否为目标接收数据。在一实施例中，主控芯片210还会将生成的静态MAC地址的最高位置零后再进行存储。通过将静态MAC地址的最高位置零可以确保USB转以太网网卡具有较好的兼容性。因此，在联网过程中，配置后的USB转以太网网卡的MAC地址作为网络设备的识别标识，供其他网络设备进行识别并建立网络连接。

上述网络设备，主控芯片210在USB转以太网芯片上设置MAC地址存储区域，并生成与USB转以太网芯片不同的静态MAC地址后，将该静态MAC地址存储在MAC地址存储区域和USB转以太网芯片的MAC地址寄存器中，作为USB转以太网网卡的MAC地址，完成对USB转以太网网卡的MAC地址配置。因此，上述网络设备无需外置EEPROM芯片等配置设备来对USB转以太网网卡的MAC地址进行配置，从而有利于节省产品成本。

图3为一实施例中的USB转以太网网卡220的结构框图。该USB转以太网网卡220包括USB转以太网芯片310、USB接口模块320、以太网接口模块330和变压模块340。

USB转以太网芯片310用于实现USB转以太网网卡220的主要功能。该USB转以太网芯片310及其周围电路的电路原理图如图4所示。该USB转以太网芯片310采用具有高性能、低功耗的USB2.0以太网芯片SR6895U1。该USB2.0以太网芯片SR6895U1具备以下技术特点：

1)兼容USB1.1、USB2.0协议；

2)芯片内部集成了USB收发电路及SIE串口控制引擎，支持USB HOST控制器；

3)支持480Mbps高速传输；兼容支持12Mbps全速传输；

4)支持挂起及远程唤醒操作；

5)电源驱动能力支持总线供电及自供电模式；

6)支持4个USB总线端点(控制、中断、块传输输入、块传输输出端点)；

7)支持自分离省电模式，以获得更低的功耗消耗；

8)兼容IEEE802.3，IEEE802.3u，IEEE802.3x等网络通信协议；

9)支持IPv4TCP/IP/UDP/ICMP/IGMP、IPv6TCP/UDP/ICMPv6等的封包校验及其自动生成；

10)支持半双工冲突压力回退流量控制；

11)内置10/100Mbps快速以太网PHY；

12)内置TX/RX接收发送缓存；

13)支持VLAN ID过滤；

14)支持网络远程唤醒功能，通过网络链接状态改变、魔术包、Microsoft唤醒包及外部唤醒引脚状态改变等事件进行远程唤醒；

15)休眠模式下可选择网络低功耗或关闭PHY供电；

16)支持外置EEPROM配置芯片与LED灯支持功能。

由于USB2.0以太网芯片SR6895U1具有高性能、低功耗的特点，从而使得整个USB转以太网网卡220也具备高性能、低功耗的特点。

在本实施例中，USB2.0以太网芯片SR6895U1需要外部25MHz晶振Y1的支持。USB2.0以太网芯片SR6895U1内集成有电压转换模块。电压转换模块用于将USB2.0以太网芯片SR6895U1的输入电压(3.3V)转换为目标电压(1.8V)后通过输出引脚输出并给USB2.0以太网芯片SR6895U1的目标引脚供电，从而无需再在USB2.0以太网芯片SR6895U1外部设置3.3V1.8的LDO器件(Low Dropout Regulator，低压差线性稳压器)。参见图4，USB2.0以太网芯片SR6895U1的PIN3，PIN9需要模拟或者数字3.3V输入，PIN17，PIN22，PIN27需要数字3.3V输入；PIN23引脚为内部转换的1.8V输出，从而用此1.8V可直接输出给芯片的PIN19，PIN31和PIN25，这样从产品设计上可以节省一个3.3V1.8的LDO器件。当然，对于一些板载电路，如果布局较远，则可以直接由外部提供1.8V电源以保证芯片的正常工作。

USB接口模块320用于与USB接口设备连接。USB接口模块320还与USB转以太网芯片310连接。图5为一实施例中的USB接口模块320的电路原理图。该USB接口模块320包括USB接口P1以及DCDC芯片U3。USB接口P1的D+/D-引脚与USB2.0以太网芯片SR6895U1连接。USB接口P1外接300欧姆的参考电阻，用于作为USB PHY的参考电阻。DCDC芯片U3采用SY8088芯片。相对于传统的LDO芯片而言，SY8088芯片具有更高的效率。SY8088芯片的效率大概在95％左右，而LDO(比如LM1117)效率在70～80％左右。由于SY8088具有更高的效率，从而可以降低整个网卡的温度。经过DCDC变换后，SY8088芯片输出的电压为0.6*(1+150K/33K)＝3.33V，这就是SR6895U1的主电源供给。

以太网接口模块330用于与以太网传输线连接。以太网接口模块330通过变压模块340与SR6895U1连接，参见图6。以太网接口模块330包括RJ45接口CON1。RJ45接口CON1的RX+/RX-用于接收外部传过来的数据，TX+/TX-用于发送数据到网络侧。以太网接口模块330主要实现对外网络数据传输。变压模块340包括变压器U5。变压器U5用于进行外部干扰信号隔离，从而可以避免雷击、浪涌等损坏芯片。同时变压器U5还可以消除一些模拟电源的不良毛刺影响。并且，变压器U5还可以并提供数据传输所需的偏置电压(3.3V)，进而提供传输功率，以满足对外信息的完整性需求。

在一实施例中，上述USB转以太网网卡220还可以包括EEPROM配置芯片350和滤波电路360。EEPROM配置芯片350的电路原理如图7所示(为图7中的U2)，其用于与外置EEPROM芯片连接，从而通过外置EEPROM芯片来对USB转以太网网卡220进行MAC地址配置。具体地，EECS、EESK和EEDIO来连接外部线路，EECS用来做片选，选择外部EEPROM芯片。EESK为EEPROM控制协议时钟信号，EEDIO为数据传输口，用于数据输入和输出。因此，通过EEPROM配置芯片U2可以通过EEPROM芯片进行MAC地址配置，从而可以提供多种MAC地址配置方式供用户选择。滤波电路360如图8和图9所示，用于进行滤波。

以上所述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。

以上所述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。