一种以太网速率转换方法
【技术领域】
[0001]本发明属于通信技术领域，具体涉及一种以太网速率转换方法。
【背景技术】
[0002]USB(通用串行总线)是通常用于将计算机连接到外围设备的高速串行总线协议。随着技术的发展，USB协议已被开发以为移动终端用户提供用来将极广范围的多样化外围设备连接到他们的电脑的方便接口 ；USB最初开发是一种极大地受益于小外形的外围设备连接器，并且，USB设备是插拔型的，它们可以被连接到移动终端或者从移动终端断开连接而不需要关闭移动终端电源。
[0003]以太网协议是用于在局域网和广域网二者中连接计算机的联网标准。以太网协议支持不同介质上的以太网通信，以太网经由介质接入控制层(MAC)的网络接入并通过共有寻址格式定义了用于物理层(PHY)的数种布线和信令达标，MAC是七层开放系统互联(0SI)模型中规定的数据链路层的子层，并且担当逻辑链路控制子层与网络的物理层之间的接
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[0004]有些主机设备，以太网技术被嵌入到设备的主板内，设备可以很容易的经由附连到该设备中所提供的以太网端口的以太网电缆来连接到以太网；有些主机设备不包括以太网端口，可以使用该设备的USB端口来提供以太网功能性质，用户可以将USB连接到以太网适配器附连到该设备的USB端口来为该设备提供以太网的功能。这些USB到以太网适配器提供了主机设备的USB端口与该适配器的以太网端口之间的接口，以太网网络可以使用以太网电缆来被连接到该以太网端口。
[0005]现在技术中常用的USB网卡是一个单一的模块，功能是以太网转USB，但是无法获取以太网数据，现在常用的网络数据传输系统的纠错功能低，网络数据传输可靠性得不到保障；并且由于软件系统代码设计的局限，数据吞吐量小。
【发明内容】
[0006]为解决上述技术问题，本发明提供了一种以太网速率转换方法，该方法与USB网卡配合，可以将以太网数据转换成单端数据，解决了现在技术中USB网卡无法获得以太网数据的弊端，可以应用到可见光通信系统和其它网络系统中。
[0007]为达到上述目的，本发明的技术方案如下:
[0008]—种以太网速率转换方法，以太网速率转换方法基于USB网卡，所述USB网卡包括发射模块和接收模块，所述发射模块和接收模块均为全双工系统，所述发射模块和接收模块中均包含发射部分和接收部分，
[0009]所述USB网卡中的FPGA芯片模拟RMII数据接口，USB以太网控制器为MAC模式；
[0010]所述发射模块和接收模块之间的数据发射和接收为异步通信，其中，
[0011]发射模块中的发射部分将以太网数据经过一系列编码、并串转换后，转换成单端发射信号，单端发射信号同步至接收模块端，成为接收模块中的接收部分的单端接收信号，单端接收信号在接收模块中的接收部分经过串并转换、一系列解码后转换成以太网数据；
[0012]接收模块中的发射部分将以太网数据经过一系列编码、并串转换后，转换成单端发射信号，单端发射信号同步至发射模块端，成为发射模块中的接收部分的单端接收信号，单端接收信号在发射模块中的接收部分经过串并转换、一系列解码后转换成以太网数据；
[0013]在以太网速率转换过程中，如果数据直接调制到LED上，LED会出现闪烁，解决LED闪烁的方式包括以下一种或几种:所述发射模块和接收模块中的发射部分采用曼切斯特编码将数据调制到LED上，使得数据和空闲部分直流分量为“0”;调制到LED上的数据做8B-9B编码，空闲部分采用曼彻斯特编码；所述发射模块和接收模块中的发射部分采用数据占空比在30% —70%范围之内的方式；将需要调制到LED上的数据不经过任何编码，通过在LED上加直流分量，再将需调制的信号叠加到直流分量上。
[0014]在本发明的一个较佳实施例中，进一步包括，其中，发射模块的数据转换方法为:发射模块的串行管理为MASTER，发射模块的发射部分获得网络端的以太网数据后，FPGA芯片模拟RMII数据接口，USB以太网控制器为MAC模式，将数据的内容和长度分别存储在FIFO存储器中，然后经过一系列编码、并串转换后，将数据转换成单端发射信号；发射模块的接收部分接收到接收模块的发射部分发射的单端信号后，经过串并转换、一系列解码后，转换成以太网数据，数据的内容和长度分别存储在FIFO存储器中，实现发射模块的全双工系统；
[0015]接收模块的数据转换方法为:所述接收模块的串行管理为SLAVER，接收模块的发射部分获得网络端的以太网数据后，FPGA芯片模拟RMII数据接口，USB以太网控制器为MAC模式，将数据的内容和长度分别存储在FIFO存储器中，然后经过一系列编码、并串转换后，将数据转换成单端发射信号；接收模块的接收部分接收到发射模块的发射部分发射的单端信号后，经过串并转换、一系列解码后，转换成以太网数据，数据的内容和长度分别存储在FIFO存储器中，实现发射模块的全双工系统。
[0016]在本发明的一个较佳实施例中，进一步包括，所述发射模块和接收模块之间的同步采用以太网数据包的前导码进行同步。
[0017]在本发明的一个较佳实施例中，进一步包括，所述发射模块和接收模块中，将以太网数据转换成单端信号可以通过修改代码将以太网数据转换成所需要的数据格式，也可以通过修改代码改变单端信号的速率；代码设计采用流水线并行操作。
[0018]在本发明的一个较佳实施例中，进一步包括，所述发射模块和接收模块之间的连接方式为自协商的方式，自协商确认连接的设备为十兆网卡或者百兆网卡。
[0019]在本发明的一个较佳实施例中，进一步包括，所述发射模块和接收模块中涉及的一系列编解码，编解码的方式包括:扰码、解扰码、曼彻斯特编解码、RS编解码。
[0020]在本发明的一个较佳实施例中，进一步包括，所述USB网卡用于电脑、手机移动终端的接口包含:USB 接口、PCI 接口、LPT 接口、PCMCIA 接口、IEEE 1394 接口、mini USB 接口、micro USB 接口。
[0021]本发明的有益效果是:
[0022]其一、本发明方法使用FPGA模拟RMII数据接口，选用USB以太网控制器的MAC模式，简化了软件系统的逻辑设置。
[0023]其二、如果将数据直接调制到LED上，LED会出现闪烁的问题，本发明采用四种方式有效的解决了可见光通信中LED闪烁问题，1)在发射模块和接收模块中的发射部分采用曼切斯特编码将数据调制到LED上，使得数据和空闲部分直流分量为“0”;2)调制到LED上的数据做8B-9B编码，空闲部分采用曼彻斯特编码；3)发射模块和接收模块中的发射部分采用数据占空比在30% —70%范围之内的方式；4)将需要调制到LED上的数据不经过任何编码，通过在LED上加直流分量，再将需调制的信号叠加到直流分量上。
[0024]其三、本发明方法中发射模块和接收模块进行一系列编解码，使系统带有纠错功能，提高了网络数据传输的可靠性。
[0025]其四、本发明的发射模块和接收模块之间异步采样，对数据变形在单个数据位的25%之内可以正常恢复数据，能将以太网数据转换成所需的数据格式，将以太网数据转换成发射、接收的单端信号，代码设计灵活，可以通过修改代码将以太网数据转换成所需要的数据格式，并且以太网数据转换效率高，高达90%以上。
[0026]其五、本发明的代码设计采用流水线并行操作，数据的吞吐量大。
【附图说明】
[0027]为了更清楚地说明本发明实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。
[0028]图1本发明的发射模块的数据转换方法流程图。
[0029]图2为本发的接收模块的数据转换方法流程图。
[0030]图3为本发明涉及的软件系统的原理图。
[0031]其中，sys_clk为系统时钟，sys_rst_n