瑞安網(wǎng)絡(luò)接口廠家

摘要：介紹了一種基于AX88796B的網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計(jì)。詳細(xì)介紹了該網(wǎng)絡(luò)芯片的硬件結(jié)構(gòu)和功能特性。創(chuàng)新完成了AX88796B與DSP處理器TMS320C 6722連接的硬件設(shè)計(jì)和軟件驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)。涉及的關(guān)鍵技術(shù)主要有AX88796B的本地總線連接、物理層網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)報(bào)文的發(fā)送、網(wǎng)絡(luò)報(bào)文的接收，以及協(xié)議層軟件的開發(fā)。系統(tǒng)完成后與其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接，經(jīng)測(cè)試，網(wǎng)絡(luò)通信穩(wěn)定可靠，在100 Mb／s的速度，負(fù)荷超過(guò)90％的情況下，沒(méi)有丟包和錯(cuò)包出現(xiàn)，可以滿足大數(shù)據(jù)量、高速通信的要求。1前言美國(guó)TI公司的TMS320C6722是一款主要面向嵌入式應(yīng)用的高性能32位DSP，它數(shù)據(jù)運(yùn)算處理能力可達(dá)2 000 MIPS和1 500 FLOPS，具有豐富的片上資源，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在各種數(shù)字應(yīng)用中。AX88796B是由臺(tái)灣ASIX公司推出的一款與NE2000兼容的快速以太網(wǎng)控制器，其內(nèi)部集成10／100M自適應(yīng)的介質(zhì)訪問(wèn)層MAC和物理層收發(fā)器PHY以及8K×16b的SRAM，SK支持8位、16位的通用CPU總線類型，執(zhí)行基于IEEE802.3／IE-EE80.3u局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)控制功能，并且提供發(fā)送隊(duì)列功能來(lái)增強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)NE2000的發(fā)送性能。該控制器采用64LQFP封裝，僅占用9 mm×9mm的印制板面積，分析其性能可以滿足系統(tǒng)需要。2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)(1)AX88796B的硬件結(jié)構(gòu)。AX88796B芯片內(nèi)部集成了8／16位CPU接口、串行E2PROM接口、8 K×16 b的SRAM、包緩存管理、MAC、PHY、以及電源和時(shí)鐘等部件。DSP通過(guò)讀寫NE2000寄存器來(lái)控制AX88796B的工作狀態(tài)，通過(guò)DMA方式與AX88796B的內(nèi)部緩存SRAM進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。芯片自動(dòng)在SRAM與MAC核之間進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送接收，再經(jīng)由內(nèi)部的PHY層發(fā)送至RJ45接口。串行 E2PROM接口可以用來(lái)連接串行EEPROM，用于存儲(chǔ)MAC地址，供AX88796B每次初始化時(shí)讀取。AX88796B芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。(2)系統(tǒng)硬件連接。主控制單元TMS320C6722B與網(wǎng)絡(luò)芯片AX88796B的連接方式如圖2所示。TMS320C6722B內(nèi)部為32 b的總線結(jié)構(gòu)，對(duì)外擴(kuò)展EMIF為16 b的寬度，采用異步總線方式可以直接與網(wǎng)絡(luò)芯片無(wú)縫連接。片選的連接，用EM_CS2連接到網(wǎng)絡(luò)的CS，使AX88796B工作在186_l-ike模式，在配置引腳EECK接上拉電阻。本設(shè)計(jì)沒(méi)有連接EEPROM，所有對(duì)AX88796B的配置均由TMS320C6722B在初始化時(shí)寫入。3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)AX88796B的網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)程序是TMS320C6722和AX88796B硬件的接口，因此編寫網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)程序模塊應(yīng)滿足的主要功能有：AX88796B的初始化、報(bào)文的接收、報(bào)文的發(fā)送；(1)初始化。在AX88796B的初始化過(guò)程中除了完成對(duì)相關(guān)寄存器的定義與賦值外，還要完成對(duì)接收緩沖環(huán)的構(gòu)造。對(duì)TMS320C6722B，要完成對(duì)應(yīng)EMIF的設(shè)置和中斷的初始化。與網(wǎng)卡有關(guān)的初始化如下：(2)報(bào)文的接收。判斷AX88796B是否接收到新的數(shù)據(jù)包有2種方式：輪循和中斷。單片機(jī)用輪循方式較多。由于TMS320C6722在此還要進(jìn)行其他處理，為了提高DSP性能和實(shí)時(shí)性要求，這里采用中斷方式。當(dāng)網(wǎng)卡接收到新數(shù)據(jù)包時(shí)進(jìn)入中斷，首先判斷cpr是否等于bnry，若相等，則表示接收緩沖區(qū)已被存滿，則停止接收數(shù)據(jù)包，而不會(huì)覆蓋舊的數(shù)據(jù)；若不等，則將接收緩沖區(qū)中待讀取的數(shù)據(jù)包的起始地址寫入rsar[0，1]寄存器，數(shù)據(jù)包的開始4字節(jié)寫入rbcr[O，1]寄存器，并啟動(dòng)遠(yuǎn)端DMA讀命令，通過(guò)讀取4個(gè)信息字節(jié)得到待讀取數(shù)據(jù)包的長(zhǎng)度、接收狀態(tài)和下一個(gè)將被讀的頁(yè)的指針信息。然后通過(guò)遠(yuǎn)端DMA讀命令，將數(shù)據(jù)包從網(wǎng)卡sram中讀入TMS320C6722內(nèi)存中，并更新讀頁(yè)指針寄存器bnr-y，DSP每從網(wǎng)卡內(nèi)存中讀走一頁(yè)數(shù)據(jù)，bnry便加一，這需要通過(guò)程序?qū)崿F(xiàn)。網(wǎng)卡通過(guò)cpr將接收到的數(shù)據(jù)包寫入接收緩沖區(qū)，每寫完一頁(yè)，cpr將自動(dòng)加一，當(dāng)加到最后的空頁(yè)(這里是 pstop=0x80)時(shí)，cpr將自動(dòng)恢復(fù)為接收緩沖區(qū)的首頁(yè)(pstart=Ox4c)。網(wǎng)卡接收關(guān)鍵性代碼如下：(3)報(bào)文的發(fā)送。報(bào)文的發(fā)送過(guò)程就是調(diào)用寫網(wǎng)卡函數(shù)，將報(bào)文發(fā)送到網(wǎng)卡的內(nèi)存中去。然后將AX88796B的控制寄存器(CR)的發(fā)送位 TXP(transmit packet)位置1，即將報(bào)文發(fā)送。dsp通過(guò)遠(yuǎn)端dma通道將網(wǎng)卡發(fā)送緩沖區(qū)的起始地址和要發(fā)送的字節(jié)數(shù)分別寫入rsar[O，1]和 rbcr[0，1]，然后啟動(dòng)遠(yuǎn)端dma寫命令即可將數(shù)據(jù)包寫入網(wǎng)卡內(nèi)存，此后將字節(jié)數(shù)寫入tber[O，1]寄存器，啟動(dòng)發(fā)送命令就可將數(shù)據(jù)包發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上。網(wǎng)卡發(fā)送的關(guān)鍵代碼如下：4 結(jié)語(yǔ)：在如上所述的底層硬件和軟件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，完成了UDP和TCP／IP協(xié)議棧的軟件，系統(tǒng)主要使用這2個(gè)協(xié)議進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸。長(zhǎng)期的系統(tǒng)在線驗(yàn)證證明，在TMS320C6722上擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)接口AX88796B，傳輸可靠，性能穩(wěn)定，在100 Mb／s的速度，負(fù)荷超過(guò)90％的情況下，沒(méi)有丟包和錯(cuò)包出現(xiàn)?？梢?jiàn)，對(duì)這種只有異步總線，又需要網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)量傳輸?shù)膽?yīng)用，該設(shè)計(jì)是可行的。

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目前我們市面上主要出現(xiàn)的網(wǎng)線分為幾種，從五類網(wǎng)線開始，到超五類、六類、超六類增強(qiáng)型、七類網(wǎng)線一共五種規(guī)格。最低檔位的網(wǎng)線是五類網(wǎng)線，一般我們稱作垃圾線。五類網(wǎng)線為什么會(huì)垃圾？是因?yàn)槲孱惥W(wǎng)線的理論傳輸速率只有100Mpbs，傳輸帶寬也只有100MHz，這個(gè)速度無(wú)論對(duì)于公司的商業(yè)運(yùn)作還是個(gè)人的使用都是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。如果你在網(wǎng)線上面看到CAT 5這個(gè)字樣的話，那么別猶豫，趁早把網(wǎng)線換掉。這種網(wǎng)線的傳輸能力不足，即便是你使用網(wǎng)速再高的運(yùn)營(yíng)商服務(wù)，也會(huì)最終受制于網(wǎng)線的瓶頸，引起網(wǎng)速延遲的情況發(fā)生。超五類網(wǎng)線目前是家用使用最多的規(guī)格，雖然都是CAT 5的標(biāo)志，但超五類網(wǎng)線后面會(huì)增加一個(gè)e字母，完整地拼寫為CAT 5e，別看只增加了一個(gè)字母，它的網(wǎng)速提升比CAT 5快了10倍，傳輸速率達(dá)到了1000Mbps，傳輸帶寬也提升到了155MHz，這也是目前家用網(wǎng)線看到最多的規(guī)格。六類網(wǎng)線對(duì)比五類網(wǎng)線在傳輸速率上面基本相同，都是1000Mbps，但在帶寬上面提升到了250MHz，同樣六類網(wǎng)線也非常適合家用，網(wǎng)線文字上面寫著CAT 6字樣。到此家用網(wǎng)線我們最多建議大家升級(jí)到六類就可以了，超過(guò)六類規(guī)格的網(wǎng)線，對(duì)家庭用戶的意義不大。六類增強(qiáng)型是六類網(wǎng)線的衍生版，在網(wǎng)線上面的字幕表述為CAT 6A，傳輸速率提升明顯，高達(dá)10Gbps，傳輸帶寬也比六類網(wǎng)線提升了一倍達(dá)到了500MHz。但六類網(wǎng)線更適合商用場(chǎng)景模式，比如大型企業(yè)，高速應(yīng)用場(chǎng)景等。七類網(wǎng)線傳輸速率與六類增強(qiáng)型相同，同為10Gbps，傳輸帶寬為600MHz，在網(wǎng)線上面的字母表述為CAT 7，雖然個(gè)人用戶可以很方便的在電商平臺(tái)買到，并且價(jià)格不貴，但依然我不建議個(gè)人用戶購(gòu)買。這類網(wǎng)線的應(yīng)用場(chǎng)景為數(shù)據(jù)中心等大型服務(wù)機(jī)構(gòu)。需要較為穩(wěn)定且快速的傳輸模式，七類網(wǎng)線可以說(shuō)是一個(gè)非常好的選擇。

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咱們用網(wǎng)線的人都知道網(wǎng)線一般分五類線、超五類、六類、超六類這幾種，今天咱們要評(píng)論的是千兆網(wǎng)線，也是咱們?cè)趯?shí)踐使用過(guò)程中容易忽略的一些問(wèn)題。首要咱們要知道千兆網(wǎng)線和百兆網(wǎng)線有什么差異？最直觀的，網(wǎng)線外面會(huì)有標(biāo)明，標(biāo)有CAT5E或許CAT6的是千兆網(wǎng)線，假設(shè)是CAT5就是百兆了。千兆網(wǎng)絡(luò)至少要用超五類線，實(shí)踐中主要用的是六類線。而五類網(wǎng)線一般是百兆網(wǎng)線。六類線的顯著特點(diǎn)是線中心有個(gè)十字骨架，這樣可以把四組先分隔。百兆網(wǎng)線線芯一般0.5毫米，六類千兆線要到達(dá)0.57毫米。百兆網(wǎng)線實(shí)踐使用中一般通過(guò)四芯就可以通訊，千兆網(wǎng)絡(luò)必定要八芯一同作業(yè)才可以通訊。其他還有，假設(shè)你有在用千兆設(shè)備，通過(guò)設(shè)備可以區(qū)別是百兆仍是千兆。如下圖，每個(gè)網(wǎng)口都有左右兩個(gè)綠燈，左邊亮標(biāo)明100M速率，右邊亮標(biāo)明10M的速率，兩個(gè)都亮標(biāo)明聯(lián)接的是1000M的設(shè)備。當(dāng)然，交換機(jī)、網(wǎng)線、跟交換機(jī)聯(lián)接的設(shè)備都支撐1000M，這個(gè)1000M才會(huì)亮。其他一個(gè)留心點(diǎn)，假設(shè)你用千兆網(wǎng)線，必定要用千兆水晶頭。這個(gè)許多人會(huì)忽略，覺(jué)得水晶頭是相同的。其實(shí)是有差異的，如圖：左邊百兆，右邊千兆。咱們可以看出來(lái)百兆和千兆在結(jié)構(gòu)上也是有差異的吧。千兆網(wǎng)線做好檢驗(yàn)的時(shí)分，必定要檢驗(yàn)1-8號(hào)線全通，因?yàn)榍д拙W(wǎng)線1-8芯都作業(yè)。關(guān)于玩游戲常常掉線，查不出問(wèn)題原因的，可以考慮下千兆線，還有就是丟包比較頻頻的，也有可能是網(wǎng)線原因。買房子新裝修的，就直接上千兆吧，會(huì)省你往后許多費(fèi)事的。

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摘要：為了實(shí)現(xiàn)嵌入式以太網(wǎng)通信，使用以太網(wǎng)控制芯片DM9000A和單片機(jī)MSP430F5529，組成了嵌入式以太網(wǎng)接口，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)通信，其中單片機(jī)完成自身以及以太網(wǎng)控制芯片的初始化、數(shù)據(jù)的封包和收發(fā)控制，而DM9000A芯片負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的硬件構(gòu)成框圖和硬件設(shè)計(jì)，給出了實(shí)際的接口電路，重點(diǎn)描述了單片機(jī)和DM9000A芯片之間的軟件接口程序設(shè)計(jì)，并給出了網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的應(yīng)用方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該設(shè)計(jì)體積小、接口簡(jiǎn)單、速度快、功耗低，具有很高的推廣價(jià)值。隨著嵌入式技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展及以太網(wǎng)的廣泛應(yīng)用，以太網(wǎng)接口在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，網(wǎng)絡(luò)化成為未來(lái)設(shè)備發(fā)展的一個(gè)重要方向，各種嵌入式設(shè)備已經(jīng)成功滲透到各個(gè)領(lǐng)域，并逐漸朝著網(wǎng)絡(luò)化、智能化的方向發(fā)展。以太網(wǎng)以其在實(shí)時(shí)性、可靠性、標(biāo)準(zhǔn)化等方面的卓越性能及其便于安裝、維護(hù)簡(jiǎn)單、不受通信距離限制等優(yōu)點(diǎn)，已發(fā)展成為一種成熟的技術(shù)。本文以MSP430F5529單片機(jī)和以太網(wǎng)控制器DM9000A為硬件組成，通過(guò)軟件編程，和上位機(jī)實(shí)現(xiàn)了UDP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)通信。1 硬件設(shè)計(jì)DM9000A是DAVICOM公司推出的一款高速以太網(wǎng)接口芯片，是完全集成的和符合成本效益單芯片快速以太網(wǎng)MAC控制器，其被設(shè)計(jì)為低功耗、高處理性能，而其操作又非常簡(jiǎn)單，具有通用的處理器接口，可以與多種處理器直接連接，數(shù)據(jù)總線寬度可設(shè)置為8 b和16 b，支持3．3 V和5 V電源模式。MSP430F5529單片機(jī)是TI公司的一款超低功耗單片機(jī)。該芯片采用低功耗設(shè)計(jì)，具有五種低功耗模式，從低功耗模式到喚醒模式的轉(zhuǎn)換時(shí)間小于6μs，其獨(dú)特的時(shí)鐘設(shè)計(jì)，每個(gè)時(shí)鐘都可以打開或關(guān)閉，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整體功耗的控制。供電電壓范圍為1．8～3．6 V，具有強(qiáng)大的中斷功能，集成了較豐富的片內(nèi)外設(shè)和較多的I／O端口，提高了對(duì)外圍設(shè)備的開發(fā)能力。在本設(shè)計(jì)中，單片機(jī)MSP430F5529控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，以太網(wǎng)控制器DM9000A實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)牡蛯庸δ堋纹瑱C(jī)完成對(duì)DM9000A的初始化，并將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)按協(xié)議要求進(jìn)行以太網(wǎng)幀封裝，發(fā)送給DM9000A；以中斷的方式接收網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，并對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，對(duì)有用數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。DM9000A接收從單片機(jī)發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)通過(guò)RJ45傳送到遠(yuǎn)程主機(jī)，并通過(guò)RJ45接收從遠(yuǎn)程主機(jī)發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)初步解析后保存在緩存中，然后向單片機(jī)發(fā)出中斷信號(hào)，由單片機(jī)來(lái)完成對(duì)數(shù)據(jù)的讀取。系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)框圖如圖1所示。系統(tǒng)中單片機(jī)和以太網(wǎng)控制器都采用3．3 V來(lái)供電。單片機(jī)作為系統(tǒng)的主控芯片，和DM9000A之間采用8 b模式(將EECS腳接一個(gè)10 kΩ的上拉電阻)，使用P6端口和DM9000A的數(shù)據(jù)端口相連接，傳輸數(shù)據(jù)或地址數(shù)據(jù)，無(wú)需電平轉(zhuǎn)換；P1．0腳和CMD相連，為高時(shí)為數(shù)據(jù)讀／寫操作，為低時(shí)為地址讀／寫操作；P1．1腳和INT腳相連，作為單片機(jī)的數(shù)據(jù)讀取中斷信號(hào)；P1．2，P1．3腳分別和IOR腳、IOW腳相連，用于控制讀或?qū)懖僮?，低電平有效，即在信?hào)的上升沿進(jìn)行讀(IOR)寫(IOW)操作；P1．4腳和CS腳相連，作為DM9000A的片選信號(hào)。2 DM9000A芯片操作DM9000A的讀／寫操作與一般的異步存儲(chǔ)器相同，圖2和圖3分別顯示了DM9000A的讀／寫時(shí)序。