寶山城工業(yè)園網絡連接器公司

摘要　在自動化控制及其他民用設備、工業(yè)控制如電力設備系統(tǒng)等領域，眾多設備的對外通訊接口仍然是低速串口。但低速串口有其固有的缺點：無法集中、全面、準確而實時地監(jiān)控數(shù)據。本文介紹基于微處理器SEP3203串口以太網轉換器的以太網接口的軟硬件設計方法，它可以變傳統(tǒng)的串口通訊為網絡通訊，實現(xiàn)串口設備的快速聯(lián)網。1引言在自動化控制及其他民用設備、工業(yè)控制如電力設備系統(tǒng)等領域，眾多設備的對外通訊接口仍然是低速串口。因此現(xiàn)有系統(tǒng)的缺點是：無法集中、全面、準確而實時地監(jiān)控數(shù)據。隨著以太網在工業(yè)、商業(yè)領域的大規(guī)模使用以及網絡自動化強勁勢頭的到來，用戶與供應商迫切需要在任何時間和任何地點都可以實時訪問數(shù)據和進行控制，做到遠程快速故障分析與處理、設備的遠程維護，以便提高質量，提高工作效率并降低整體成本。完全換掉這些串口通訊的設備是既不經濟也不可行的。針對一些實際需求，采用串口以太網轉換器就是解決這些問題的最佳解決方案。本課題串口以太網轉換器正是在這一要求下設計出來的產品, 本文就是本課題下的子課題部分。2基于ARM7TDMI的SEP3203微處理器簡介ARM7TDMI處理器是ARM7處理器系列成員之一，是目前應用較廣的32位高性能嵌入式RISC處理器，SEP3203[1]是東南大學國家專用集成電路系統(tǒng)工程技術研究中心基于ARM7TDMI處理器內核設計的16/32位RISC微處理器芯片。它面向低成本手持設備和其它通用嵌入式設備，為用戶提供了豐富的外設、低功耗管理和低成本的外存配置。３串口以太網轉換器中與以太網接口相關的電路結構為了實現(xiàn)該轉換模塊的研究，首先要選擇一個硬件平臺即嵌入式處理器。由于ARM是基于精簡指令系統(tǒng)（RISC）的32位內核，代碼效率高，運行速度快，綜合性能強，在基于ARM體系結構的嵌入式CPU中，基于ARM7TDMI體系結構的SEP3203嵌入式微處理器擁有較好的技術支持，因此本轉換器選擇SEP3203作為硬件平臺；轉換系統(tǒng)必須要有電源，供整個系統(tǒng)用；系統(tǒng)工作時需要有工作時鐘，因此本系統(tǒng)需要有時鐘電路；由于用戶需要的轉換器要有串口、USB和以太網口下載等功能，由于本文只針對以太網口，其它兩個接口本文不作介紹。以太網口與嵌入式芯片之間要有一個網絡模塊，現(xiàn)把與以太網口相關電路結構的部分設計顯示如圖1所示。4　網絡接口電路的硬件設計SEP3203芯片內部沒有集成網絡模塊，但SEP3203芯片設計的接口豐富，可以方便地擴展?？紤]使用中可能對網速的要求比較高，因此本系統(tǒng)選用了10M的以太網接口。本系統(tǒng)的網絡接口采用REALTEK公司的RTL8019芯片。RTL8019AS 是一種高度集成的以太網芯片，能簡單的實現(xiàn)Plug and Play 并兼容NE2000。由于它擁有三種等級的掉電模式，所以它是綠色電腦的網絡設備的理想選擇。在全雙工模式下，如果是連接到一個同樣是全雙工的交換機或集線器，就可實現(xiàn)同時接收和發(fā)送[2]。RTL8019AS支持16KByte、32KByte、64KByte的BROM，另外還支持FLASH MENORY和頁訪問方式，最大支持4MByte（16K×256），此外還支持在運行完BROM 后釋放內存以供系統(tǒng)其他程序的運行。網絡接口模塊的系統(tǒng)連接示意圖如圖2所示。由圖2可知，以太網接口通過系統(tǒng)總線外擴而成。RTL8019AS的地址使用方式有5位、8位、11位三種。使用5位地址就可以訪問RTL8019AS所有的寄存器，實現(xiàn)最簡單的網絡功能。本系統(tǒng)使用8位地址滿足了操作系統(tǒng)對遠程DMA端口的需求。網絡接口模塊和SEP3203微處理器的連接線比較簡單，在PCB板上布線比較規(guī)則。網絡接口芯片RTL8019的實際電路連接圖見參考文獻[3]。網口選用了內置變壓及指示燈的RJ45網絡接口，實際電路圖如圖3[4]所示， 對比SEP3203微處理器的SRAM接口協(xié)議，由于總線沒有等待信號，所以沒有使用IOCHRDY信號。由于SEP3203微處理器總線的最低數(shù)據位寬是16位，所以IOCS16B固定置于16位方式。5軟件平臺Nucleus綜合考慮各個因素，我們選擇了嵌入式實時操作系統(tǒng)Nucleus。Nucleus PLUS是美國著名RTOS廠商(ATI)(Accelerated Technology Inc)公司為實時嵌入式應用而設計的一個搶先式多任務操作系統(tǒng)內核，其95％的代碼是用ANSI C寫成的，非常便于移植并支持大多數(shù)類型的處理器。Nucleus PLUS是一組C函數(shù)庫，下載到目標板的RAM中或直接燒錄到到目標板的ROM中執(zhí)行。在典型的目標環(huán)境中，Nucleus PLUS核心代碼一般不超過20K字節(jié)大小，內核規(guī)模非常小。Nucleus PLUS除提供功能強大的內核操作系統(tǒng)外，還提供種類豐富的功能模塊。例如用于通訊系統(tǒng)的局域和廣域網絡模塊，支持圖形應用的實時化Windows模塊，支持nternet網的WEB產品模塊，工控機實時BIOS模塊，圖形化用戶接口，以及應用軟件性能分析模塊等，用戶可以根據自己的應用來選擇不同的應用模塊；6 網絡接口通信的設計網絡接口的硬件將網絡上傳送來的數(shù)據送入系統(tǒng)內存中，并通知操作系統(tǒng)有網絡數(shù)據到達。通常，網絡接口使用中斷機制來完成這一任務，一個中斷時處理器將正常的處理掛起，跳轉到設備驅動程序的代碼段執(zhí)行。此時，由設備驅動程序管理所有細節(jié)。設備驅動軟件通知協(xié)議棧已經有一個分組到達，并要求進行相應的處理。當設備驅動軟件完成這些繁瑣的處理工作后，他將從中斷返回，處理器繼續(xù)從中斷發(fā)生處往下執(zhí)行。在本協(xié)議棧中，設備驅動程序對上層應用屏蔽了接收和發(fā)送的細節(jié)。用戶只需要調用相應的套接字即可以完成數(shù)據的接收和發(fā)送。比如用戶要使用非阻塞方式接收和發(fā)送數(shù)據，可以使用Select()，在Select 的timeout 參數(shù)選擇NO_PREEMPT，即可以非阻塞方式接收發(fā)送。在本TCP/IP 實現(xiàn)中，協(xié)議棧初始化是依靠調用NETI_Init（）完成的。NETI_Init()完成兩個工作，首先是對網絡協(xié)議棧的初始化[5]， 然后就對系統(tǒng)所使用的網絡設備進行初始化流程說明：①程序由Main()函數(shù)開始，調用taskmain()。②taskmain()調用sys_ini()對系統(tǒng)初始化，調hardware_ini()對硬件初始化；調用vcre_tsk()創(chuàng)建了6個任務,調用stak_tske()將部分任務放入就緒隊列，調用sys_sta()啟動系統(tǒng)。③通過系統(tǒng)調度開啟任

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“RJ45”通常是指這樣一類物理連接器，根據IEC60603-7、ANSI / TIA-1096-A和ISO-8877標準，它們被標準化為8P8C模塊化連接器。RJ45網絡連接器與TIA / EIA-568標準中規(guī)定的T568A和T568B引腳排列相連，兼容電話和以太網。RJ45是一種模塊化連接器，設計用于電話線路。這些連接器端接到普通工業(yè)級Cat 5e電纜，具有26AWG [0.13 mm2]電線。RJ45插座是直角SMD型插座，但通孔回流焊類型除外。RJ45插頭是穿孔或現(xiàn)場安裝類型。所有連接器品牌均成對測試;插頭和插孔是同一品牌，除了一對。而Mini I / O直角插座，帶有2種鍵控的SMD型與焊接型插頭配合使用。RJ45是布線系統(tǒng)中信息插座（即通信引出端）連接器的一種，連接器由插頭（接頭、水晶頭）和插座（模塊）組成，插頭有8個凹槽和8個觸點。

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網絡綜合布線產品中比較暢銷的一款是網絡直通頭，它是兩端網線不夠長的時候能夠無阻傳輸，保證傳輸速率不變且不掉包等。那么此款網絡直通頭有那些細節(jié)描寫呢？規(guī)格是什么樣子的？屏蔽款網絡直通頭能夠更好的傳輸數(shù)據，保障數(shù)據達到各種傳輸速率，各類別的傳輸速率也能符合要求，對于一些較真的產品喜愛者而言，各個部件如下哦。1.屏蔽銅殼主體；2.PC內主體；3.PCB線路板；4.針芯整體；5.RJ45接口接下來就詳細的介紹一下關于網絡屏蔽直通頭模塊的樣式嘍。英曼網絡屏蔽直通頭的類別分為：超五類、六類、超六類、七類，都是符合國際電工協(xié)會IEC60603標準。材質及表面處理采用的是黃銅鍍鎳、插芯采用青磷銅電鍍金3U，PCB線路板采用FR-4.0；注塑的部分采用的是全新聚碳酸脂（PC）。配置特性上，適配接口為RJ45 8P8C標準插座。機械特性上，插拔力測試小于等于30N，接口插拔次數(shù)為750次。電氣特性上，接觸電阻最大20M?，絕緣電阻100V DC最小500M?，耐壓是1500V DC OR AC Peak。環(huán)境性能上，存儲溫度為-40°至+70°，工作溫度為-10°至+60°。英曼網絡屏蔽直通頭采用的組件均滿足ROHS環(huán)保指令要求，兼容所有RJ45接口的網線電腦、交換機等網絡數(shù)據鏈接?？梢詰迷诠I(yè)/數(shù)據中心/辦公場所/樓宇/船舶/航天/家庭等網絡。

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為了研制出具有國際水準的光纖成套設備，李詩愈帶領團隊在研發(fā)生產一線潛心鉆研了二十余年。他從光纖制造技術的頂層要求入手，在光纖最核心的波導結構設計進行源頭創(chuàng)新，解決了小彎曲半徑條件下附加損耗增大、無法通信的難題，一舉扭轉我國光纖行業(yè)面臨的知識產權桎梏。在提高單臺設備產能與效率方面，李詩愈帶領團隊突破PCVD傳統(tǒng)的光纖預制棒低沉積速率工藝，大膽地將微波腔體尺寸擴大，提高沉積反應氣體流量，使沉積速率提高1倍，光纖預制棒產能翻1倍，生產效率提高100％。為解決光纖的工藝實現(xiàn)問題，李詩愈提出了“三步法”，開創(chuàng)了將“VAD+PCVD+OVD”三種光棒工藝完美結合于低成本高效率的彎曲不敏感光纖的產業(yè)化技術，并實現(xiàn)規(guī)?；a。武漢郵科院由此自主開發(fā)出PCVD和高速拉絲裝備，使我國成為掌握光纖制造高性能成套裝備技術的四個大國之一。國際光纖專家專程來考察學習并給予高度贊賞。伴隨著國家光通信的快速發(fā)展，科研人員出身的李詩愈從研發(fā)崗位走到了企業(yè)高層管理者的位置。他積極推動產品的產業(yè)化和推廣應用工作，不斷促進研究成果的快速轉化，其開發(fā)的產品在國內及國際市場上都取得巨大的經濟效益。其中，僅“低損耗單模光纖光纜”、“彎曲不敏感單模及多模光纖光纜”產品累計銷售超過20多億元。十二五期間，在企業(yè)管理變革、增量文化的影響下，李詩愈帶領著光纖光纜團隊精耕細作，以客戶需求為導向，實現(xiàn)光纖光纜產銷量由1000萬芯公里提升到4000萬芯公里，近三年為國家寬帶信息化建設提供超億芯的光纖光纜產品。