一种用于以太网链路与E1链路转换的协议转换器的制作方法

本实用新型涉及数据传输技术领域，特别涉及一种SDRAM控制器及应用其的协议转换器。

背景技术：

随以太网以其成本低、网管简单、易于升级等优点，已成为最广泛的网络传输方式，但其缺点是传输距离有限，面对当前数量众多的SDH环以及由SDH、PDH提供的大量的E1链路，可以利用已有的E1资源传输以太网数据，从而实现长距离的传输。然而，由于以太网链路与E1链路的码流速率差别很大(以太网链路的码流速率为10/100Mbps、E1链路的码流速率为2.048Mbps)，在以太网链路转换成E1链路过程中，势必会产生数据已被接收但却来不及转换的情况，难以保证转换过程无损、有序的完成。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种用于以太网链路与E1链路转换的协议转换器。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种用于以太网链路与E1链路转换的协议转换器，包括以太网控制器芯片、以太网接头与辅助电路、E1接头与辅助电路、CPU、FPGA芯片、SDRAM存储器及EPROM存储器，所述以太网控制器芯片分别连接以太网接头与辅助电路、CPU及FPGA芯片，所述FPGA芯片分别连接所述E1接头与辅助电路、SDRAM存储器，所述EPROM存储器分别连接所述CPU、FPGA芯片。

优选地，所述FPGA芯片包括SDRAM控制器、异步FIFO群、HDLC模块、以太网接口模块及E1接口模块，所述SDRAM控制器分别与所述异步FIFO群和SDRAM存储器交互，并通过SDRAM存储器实现多数据帧的二级数据缓存，所述异步FIFO群用于实现时钟调整并完成单数据帧的一级数据缓存，所述HDLC模块与异步FIFO群交互数据，用于实现HDLC成/解帧以区分以太网各数据帧，所述以太网接口模块分别与以太网控制器芯片、异步FIFO群交互数据，所述E1接口模块分别与E1接头与辅助电路、HDLC模块交互数据。

优选地，所述SDRAM控制器包括操作控制模块、读写控制模块及计数刷新模块，所述读写控制模块和计数刷新模块分别与所述操作控制模块进行信号交互，所述操作控制模块用于向SDRAM存储器输出控制信号，所述读写控制模块用于控制SDRAM存储器的数据线、地址线以及异步FIFO群，所述计数刷新模块用于根据计数发出刷新命令给操作控制模块。

优选地，所述E1接口模块具有HDB3编码子模块和HDB3解码子模块。

优选地，所述以太网控制器芯片和FPGA芯片分别连接有晶振。

优选地，所述FPGA芯片采用XC2S50FPGA芯片。

优选地，所述SDRAM存储器采用IS61C1024芯片。

优选地，所述以太网控制器芯片采用KS8995芯片。

采用上述技术方案后，本实用新型与背景技术相比，具有如下优点：

本实用新型通过设置FPGA芯片与SDRAM存储器的配合，为数据转换过程提供二级缓存，来完成具有可变比特率的以太网数据流和具有固定比特率的E1数据流之间的转换，解决了已被接收却还未被转换的数据的存储问题，在一定程度上确保了转换过程无损、有序的完成。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型FPGA芯片的结构示意图；

图3为本实用新型SDRAM控制器的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例

请参阅图1，本实用新型公开了一种用于以太网链路与E1链路转换的协议转换器，包括以太网控制器芯片1、以太网接头与辅助电路2、E1接头与辅助电路3、CPU4、FPGA芯片5、SDRAM存储器6及EPROM存储器7，其中：

参考图1所示，以太网控制器芯片1分别连接以太网接头与辅助电路2、CPU4及FPGA芯片5，FPGA芯片5分别连接E1接头与辅助电路3、SDRAM存储器6，EPROM存储器7分别连接CPU4、FPGA芯片5。在本实施例中，以太网控制器芯片1采用KS8995芯片；CPU4采用P89LPC922芯片；FPGA芯片5采用XC2S50FPGA芯片5；SDRAM存储器6采用IS61C1024芯片；EPROM存储器7采用Platform Flash PROM XCF01SFG48芯片。

以太网控制器芯片1和FPGA芯片5分别连接有晶振8，两个晶振8采用不同的型号。

以太网接头与辅助电路2能够与满足RJ-45接口标准的双绞线连接，实现以太网链路的电压变换和信号转换；E1接头与辅助电路3实现非差分信号与差分信号的转换，通过75Ω非平衡接口接入E1链路。

配合图1和图2所示，FPGA芯片5包括SDRAM控制器51、异步FIFO群、HDLC模块53、以太网接口模块54及E1接口模块55，其中：

SDRAM控制器51分别与异步FIFO群和SDRAM存储器6交互，并通过SDRAM存储器6实现多数据帧的二级数据缓存；异步FIFO群用于实现时钟调整并完成单数据帧的一级数据缓存；HDLC模块53与异步FIFO群交互数据，用于实现HDLC成/解帧以区分以太网各数据帧；以太网接口模块54分别与以太网控制器芯片1、异步FIFO群交互数据；E1接口模块55分别与以E1接头与辅助电路3、HDLC模块53交互数据。

异步FIFO群不仅能将帧信息提取出并存储，实现了在系统中的一级缓存，还解决了跨时钟域的时钟速率调整问题。时钟调整使得SDRAM控制器51和SDRAM存储器6在同一时钟域下工作就成为了可能，这为两者间的数据交互提供了同步的稳定性。SDRAM存储器6的大容量和较高读取存储速率使得它成为二级缓存的较佳选择，它能保证弥补FIFO群有限的存储空间和较小的数据吞吐量，并确保数据在高速缓存过程中的完整性。SDRAM控制器51负责通过与SDRAM存储器6连接的三根指令输入线/RAS、/CAS、/WE来定义对SDRAM存储器6的操作指令，其中主要包括模式配置、行激活、读、写、停止、预充电、刷新这七个操作指令，并保证SDRAM存储器6能工作正常；SDRAM控制器51可通过查询实时地掌握异步FIFO群和SDRAM存储器6的状态，并充当两者间的数据和控制命令调度中心，保证数据缓存的准确性。由于以太网数据链路的写入SDRAM存储器6的速率大于读出速率，为了防止缓冲区溢出造成数据损伤，通过SDRAM控制器51实时地监控SDRAM存储器6的缓冲区，并在达到警戒水平线时向以太网接口模块54发出警告，以便以太网接口模块54中的TX_MII模块发出暂停帧以降低缓冲区可能溢出的压力。

配合图2和图3所示，SDRAM控制器51包括操作控制模块511、读写控制模块512及计数刷新模块513，读写控制模块512和计数刷新模块513分别与操作控制模块511进行信号交互，操作控制模块511用于向SDRAM存储器6输出控制信号，读写控制模块512用于控制SDRAM存储器6的数据线、地址线以及异步FIFO群，计数刷新模块513用于根据计数发出刷新命令给操作控制模块511。在本实施例中，SDRAM控制器51负责通过与SDRAM存储器6连接的三根指令输入线/RAS、/CAS、/WE来定义对SDRAM的操作指令，其中主要包括模式配置、行激活、读、写、停止、预充电、刷新这七个操作指令，并保证SDRAM存储器6能工作正常。

E1接口模块55具有HDB3编码子模块和HDB3解码子模块。

根据数据流的进出类型，将其划分为Eth(以太网)至E1写入、Eth至E1读出、E1至Eth写入及E1至Eth读出四种状态。相应的，异步FIFO群包括Eth至E1写入异步FIFO群521、Eth至E1读出异步FIFO群522、E1至Eth写入异步FIFO群523及E1至Eth读出异步FIFO群异步FIFO群524。

下面以Eth到E1数据流为例，对本实用新型的工作过程进行说明，具体如下：

以太网接口模块54与以太网控制器芯片1交互以太网链路的数据，负责提供物理层的MII(Media Independent Interface介质独立接口)提取出数据帧，并与Eth至E1写入异步FIFO群521交互；

Eth至E1写入异步FIFO群521记录下每一帧的数据、长度和CRC校验结果,完成时钟调整合及单数据帧的一级数据缓存；

SDRAM控制器51询察Eth至E1写入异步FIFO群521，在写入异步FIFO群接收到完整的一帧后，从中读出CRC校验正确的数据并写入SDRAM存储器6中，通过SDRAM存储器6实现多数据帧高速大容量的二级数据缓存。然后等到Eth至E1读出异步FIFO群522可供写入后，SDRAM控制器51将从SDRAM存储器6读出的数据写入Eth至E1读出异步FIFO群522之中；

HDLC模块53从Eth至E1读出异步FIFO群522中，按照协议标准进行成帧处理以便分开以太网各数据帧，再传送给E1接口模块55；

E1接口模块55负责将数据进行HDB3编码，并提供必要的极性变换，任何发送到E1接头与辅助电路3；

E1接头与辅助电路3进行非差分信号与差分信号的转换，最后通过75Ω非平衡接口接入E1链路。

从E1到Eth数据流的工作原理同Eth到E1数据流基本相同。不同之处在于：E1接口模块55负责从E1链路的码流中提取时钟，经过HDB3解码，再发给HDLC模块53；而HDLC模块53按照协议标准进行解帧处理，发送给E1至Eth写入异步FIFO群523；以太网接口模块54从E1至Eth读出异步FIFO群异步FIFO群524读出下一帧数据，进行CRC校验后，附在数据之后发送给以太网控制器芯片1。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。