楊浦網(wǎng)絡(luò)連接器公司
發(fā)布時(shí)間：2023-01-13 01:38:49
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1）第一類：主要用于語(yǔ)音傳輸（第一類標(biāo)準(zhǔn)主要用于80年代早期的電話電纜），與數(shù)據(jù)傳輸不同。2）第2類：1MHZ傳輸頻率，用于語(yǔ)音傳輸和數(shù)據(jù)傳輸，最大傳輸速率為4Mbps，在使用4MBPS規(guī)范令牌傳輸協(xié)議的舊令牌網(wǎng)絡(luò)中是常見的。3）第3類：指目前在ANSI和EIA/TIA568標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的電纜。電纜的傳輸頻率為16MHz。它以10MbPs的最大傳輸速率用于語(yǔ)音傳輸和數(shù)據(jù)傳輸。主要用于10BASE-T。4）4種線路：用于語(yǔ)音傳輸?shù)?0MHz傳輸頻率和16Mbps數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖畲髠鬏斔俾剩饕糜诨诹钆频腖AN和10BASE-T/100BASE-T。5）五種導(dǎo)線：這些電纜增加了繞組的密度，并涂有傳輸速率為100MHz的高質(zhì)量絕緣材料。它們用于語(yǔ)音傳輸和數(shù)據(jù)傳輸，最大傳輸速率為1000Mbps，主要用于100BASE-T和10BASE-T網(wǎng)絡(luò)。這是最常用的以太電纜6）超五線：超五線具有低衰減、少串?dāng)_、高衰減串?dāng)_比（ACR）和信噪比（SNR）、小延遲誤差，以及大大改善的性能。超過(guò)5線主要用于千兆以太網(wǎng)（1000 MbPS）。7）六種電纜：這種電纜的傳輸頻率是1MHz至250MHz，六種電纜系統(tǒng)在200MHz綜合衰減串?dāng)_比（PS-ACR）下應(yīng)該有更大的余量，它提供的帶寬是五種電纜的兩倍。6種電纜的傳輸性能遠(yuǎn)高于5種標(biāo)準(zhǔn)，最適合傳輸速率高于1Gbps的應(yīng)用。6類與5類之間的一個(gè)重要區(qū)別在于改善了串?dāng)_和回波損耗的性能，這對(duì)于新一代全雙工高速網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用非常重要。在六個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中，取消了基本鏈路模型，路由標(biāo)準(zhǔn)采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。所需的路由距離為：永久鏈路長(zhǎng)度不能超過(guò)90m，信道長(zhǎng)度不能超過(guò)100m。如今，我們通常使用超過(guò)五種電纜，這不是普通的，而是只有傳輸距離和速度。
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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?。單片機(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。
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RJ45網(wǎng)絡(luò)連接器在應(yīng)力釋放實(shí)驗(yàn)中得出以下結(jié)論：（1） 將RJ45網(wǎng)絡(luò)連接器的工作功能提升到合金功能的因素可能繼續(xù)存在。這表明準(zhǔn)確預(yù)測(cè)應(yīng)力釋放是連接器規(guī)劃的關(guān)鍵。（2）RJ45網(wǎng)絡(luò)連接器當(dāng)測(cè)量數(shù)據(jù)和溫度之間存在一定的相關(guān)性時(shí)，將現(xiàn)有數(shù)據(jù)線性推送到更長(zhǎng)的測(cè)試時(shí)間通常是有用的。不足之處在于，當(dāng)實(shí)驗(yàn)時(shí)間超過(guò)正點(diǎn)時(shí)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)坡度轉(zhuǎn)彎，其功能在其他溫度下無(wú)法預(yù)測(cè)。（3）當(dāng)應(yīng)力作為試驗(yàn)時(shí)間的函數(shù)時(shí)，通常會(huì)發(fā)現(xiàn)斜率發(fā)生變化。因此，測(cè)試時(shí)間應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)，以獲得該數(shù)據(jù)。（4） 在一個(gè)例子中，在繪制不同溫度下的數(shù)據(jù)曲線時(shí)，這些參數(shù)非常有用。這種方法對(duì)于猜測(cè)已完成和估計(jì)的短期實(shí)驗(yàn)的兩個(gè)溫度之間的數(shù)據(jù)函數(shù)也非常有用，從而模擬數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期函數(shù)。如果超過(guò)測(cè)試溫度標(biāo)度，則不能將其用于計(jì)算。（5 RJ45網(wǎng)絡(luò)連接器可以結(jié)合這兩種方法重新檢查計(jì)算值。
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引言隨著Internet 的出現(xiàn)和以太網(wǎng)的迅速發(fā)展， 基于以太網(wǎng)的設(shè)備控制越來(lái)越多。目前市場(chǎng)上大部分以太網(wǎng)控制器采用的封裝均超過(guò)80 引腳， 如RTL8019AS、DM9008、CS8900A 等。這些器件不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 面積龐大， 且系統(tǒng)開銷較大。近來(lái)， Microchip推出全球首枚28 引腳獨(dú)立以太網(wǎng)控制器ENC28J60, 可為嵌入式系統(tǒng)提供低引腳數(shù)、低成本、精簡(jiǎn)的遠(yuǎn)程通訊解決方案。設(shè)計(jì)了以ENC28J60 為核心的以太網(wǎng)接口實(shí)現(xiàn)方案， 描述了該系統(tǒng)硬件架構(gòu)的設(shè)計(jì)方法。在簡(jiǎn)要介紹了以太網(wǎng)控制器ENC28J60 的結(jié)構(gòu)、功能、外圍電路的基礎(chǔ)上， 對(duì)ENC28J60Atmega16 的SPI 通訊進(jìn)行了闡述。此方案不僅成本低， 而且可以實(shí)現(xiàn)500Kbps 以上的傳輸速率， 滿足了嵌入式系統(tǒng)的Internet 控制要求。2 ENC28J60 網(wǎng)絡(luò)接口體系結(jié)構(gòu)ENC28J60 是帶有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)串行外設(shè)接口(Serial PeripheralInterface, SPI)的獨(dú)立以太網(wǎng)控制器。它符合IEEE 802.3 的全部規(guī)范， 采用了一系列包過(guò)濾機(jī)制以對(duì)傳入數(shù)據(jù)包進(jìn)行限制。它還提供了一個(gè)內(nèi)部DMA 模塊， 以實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)吞吐和硬件支持的IP 校驗(yàn)和計(jì)算。與主控制器的通信通過(guò)兩個(gè)中斷引腳(INT和WOL)和SPI 腳(SO、SI、SCK、CS)實(shí)現(xiàn)， 數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)10Mb/s.兩個(gè)專用的引腳(LEDA、LEDB)用于連接LED, 進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)狀態(tài)指示。圖1 所示為ENC28J60 的典型應(yīng)用電路。ENC28J60 由7 個(gè)主要功能模塊組成：SPI 接口， 充當(dāng)主控制器和ENC28J60 之間通信通道; 控制寄存器， 用于控制和監(jiān)視ENC28J60; 雙端口RAM緩沖器， 用于接收和發(fā)送數(shù)據(jù)包; 判優(yōu)器， 當(dāng)DMA、發(fā)送和接收模塊發(fā)出請(qǐng)求時(shí)對(duì)RAM緩沖器的訪問(wèn)進(jìn)行控制; 總線接口， 對(duì)通過(guò)SPI 接收的數(shù)據(jù)和命令進(jìn)行解析;MAC 模塊：實(shí)現(xiàn)符合IEEE 802.3 標(biāo)準(zhǔn)的MAC 邏輯; PHY 模塊， 對(duì)雙絞線上的模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼和譯碼。ENC28J60 還包括其他支持模塊， 諸如振蕩器、片內(nèi)穩(wěn)壓器、電平變換器(提供可以接受5V 電壓的I/O 引腳)和系統(tǒng)控制邏輯。根據(jù)以上說(shuō)明， ENC28J60 應(yīng)用于嵌入式網(wǎng)絡(luò)接口是非常合適的， 有廣闊的應(yīng)用發(fā)展前景。3 ENC28J60 在嵌入式網(wǎng)絡(luò)接口的應(yīng)用3.1 硬件電路設(shè)計(jì)利用ENC28J60 可以構(gòu)成不同功能的網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點(diǎn)， 如網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、帶Internet 功能的設(shè)備、遠(yuǎn)程監(jiān)控(數(shù)據(jù)采集， 診斷)設(shè)備等。圖2 所示為基于ENC28J60 的嵌入式網(wǎng)絡(luò)接口的硬件電路原理圖。電路中有：2 個(gè)LED 狀態(tài)指示燈主要用來(lái)顯示網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)， 包括PHY 是否沖突、連接是否建立、是否接收數(shù)據(jù)、連接速度、雙工模式等; 必需的偏置電阻R3(2kΩ， 精度為1%);高速局域網(wǎng)電磁隔離模塊(即RJ45 以太網(wǎng)接口)， 應(yīng)用中，ENC28J60 的物理端口與隔離變壓器HR901170A 連接時(shí)必須符合IEEE802.3 對(duì)物理層規(guī)范的要求， 如RJ45 的插孔與隔離變壓器的間隔應(yīng)盡量小， 輸出和輸入差分信號(hào)對(duì)的走線要有很好的隔離。電路中的主控制器采用Atmel 公司的ATmega16 單片機(jī)，它具有先進(jìn)的RISC(精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī))結(jié)構(gòu)、16 kB 可編程Flash 存儲(chǔ)器、512 B 的EEPROM和1 kB 片內(nèi)SRAM, 具有豐富的外設(shè)接口， 其SPI 接口允許ATmega16 與外設(shè)進(jìn)行高速的同步數(shù)據(jù)傳輸。本設(shè)計(jì)中ATmega16 SPI 配置為主機(jī)模式，ENC28J60 為從設(shè)備。ATmega16 的SPI 工作模式由CPOL、CPHA 設(shè)置， 根據(jù)ENC28J60 的SPI 讀寫時(shí)序， ATmega16 的SPI工作模式應(yīng)設(shè)置為模式0.ATmega16 通過(guò)將ENC28J60 的CS引腳置低實(shí)現(xiàn)與其的同步。SPI 時(shí)鐘由寫入到SPI 發(fā)送緩沖寄存器的數(shù)據(jù)啟動(dòng)， SPI MOSI(PB5)引腳上的數(shù)據(jù)發(fā)送秩序由寄存器SPCR 的DORD 位控制， 置位時(shí)數(shù)據(jù)的LSB(最低位)首先發(fā)送， 否則數(shù)據(jù)的MSB(最高位)首先發(fā)送。我們選擇先發(fā)送MSB,同時(shí)接收到的數(shù)據(jù)傳送到接收緩沖寄存器， CPU 進(jìn)行右對(duì)齊從接收緩沖器中讀取接收到的數(shù)據(jù)。應(yīng)該注意， 當(dāng)需要從ENC28J60 中讀取多個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)， 即使ENC28J60 并不需要ATmega16 串行輸出的數(shù)據(jù)， 每讀取一個(gè)數(shù)據(jù)前都要向SPI 發(fā)送緩沖器寫一個(gè)數(shù)據(jù)以啟動(dòng)SPI 接口時(shí)鐘。由于SPI 系統(tǒng)的發(fā)送方向只有1 個(gè)緩沖器， 而在接收方向有2 個(gè)緩沖器， 所以在發(fā)送時(shí)一定要等到移位過(guò)程全部結(jié)束后， 才能對(duì)SPI 數(shù)據(jù)寄存器執(zhí)行寫操作; 而在接收數(shù)據(jù)時(shí)， 需要在下一個(gè)字節(jié)移位過(guò)程結(jié)束之前通過(guò)訪問(wèn)SPI 數(shù)據(jù)寄存器讀取當(dāng)前接收到的數(shù)據(jù)， 否則第1 個(gè)數(shù)據(jù)丟失。3.2 ENC28J60 軟件初始化在使用ENC28J60 發(fā)送和接收數(shù)據(jù)包前， 必須對(duì)器件進(jìn)行初始化設(shè)置。根據(jù)不同的應(yīng)用， 一些配置選項(xiàng)可能需要更改。初始化設(shè)置工作包括接收和發(fā)送緩沖器、接收過(guò)濾器、晶振啟動(dòng)時(shí)間、MAC 寄存器、PHY 寄存器。初始化芯片之前先關(guān)閉單片機(jī)的中斷輸入， 對(duì)RESET 引腳給定一個(gè)持續(xù)的低電平復(fù)位信號(hào)， 然后對(duì)相應(yīng)的寄存器進(jìn)行設(shè)置。設(shè)置完成所有需要的寄存器后， 判斷以太網(wǎng)狀態(tài)中的時(shí)鐘啟動(dòng)標(biāo)志位是否置位， 然后開中斷。系統(tǒng)初始化后進(jìn)入主程序循環(huán)， 包括單片機(jī)的控制作用和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸。對(duì)于以太網(wǎng)傳輸部分來(lái)說(shuō)。主要有兩個(gè)作用：一是對(duì)要發(fā)送的數(shù)據(jù)按照以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀格式進(jìn)行封裝并發(fā)送; 二是對(duì)接收的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行解包， 供應(yīng)用程序使用。3.3 ENC28J60 發(fā)送數(shù)據(jù)包在進(jìn)行數(shù)據(jù)包發(fā)送或接收時(shí)， 要先對(duì)寫緩沖存儲(chǔ)器(WriteBuffer Memory, WBM)命令掌握。WBM允許主控制器將字節(jié)寫入8KB 發(fā)送和接收緩沖存儲(chǔ)器。如果ECON2 寄存器中的AUTOINC 位置1, 那么在寫完每個(gè)字節(jié)的最后一位之后，EWRPT 指針將會(huì)自動(dòng)地遞增指向下一個(gè)地址(當(dāng)前地址加1)。如果寫入地址1FFF 且AUTOINC 置1, 則寫指針加1 指向0000h.將CS 引腳拉為低電平啟動(dòng)WBM命令。然后將WBM操作碼及隨后的5 位常量1Ah 送入ENC28J60.在發(fā)送WBM命令和常量之后， 由EWRPT 指向的存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)將移入ENC28J60, 首先移入最高位。在接收到8 個(gè)數(shù)據(jù)位后， 如果AUTOINC 置1, 寫指針將自動(dòng)遞增。主控制器可以繼續(xù)在SCK引腳提供時(shí)種信號(hào)、在SI 引腳發(fā)送數(shù)據(jù)同時(shí)保持/CS 為低電平， 從而可以連續(xù)寫入存儲(chǔ)器。當(dāng)AUTOINC 被使能時(shí)， 以該方式就可以連續(xù)地向緩沖存儲(chǔ)器寫入字節(jié)而無(wú)需多余的SPI命令。拉高CS 引腳電平可結(jié)束WBM命令。在WBM操作期間，SO 引腳一直為高阻態(tài)， WBM操作時(shí)序， 請(qǐng)參見圖3.ENC28J60 內(nèi)的MAC 在發(fā)送時(shí)會(huì)自動(dòng)生成前導(dǎo)符和幀起始定界符。此外， MAC 可根據(jù)配置生成填充(如果需要)和CRC字段。主控制器必須生成所有其他幀字段， 并將它們寫入緩沖存儲(chǔ)器， 以待發(fā)送。此外， ENC28J60 還要求在待發(fā)送的數(shù)據(jù)包前添加一個(gè)包控制字節(jié)。主控制器應(yīng)：1.正確編程ETXST 指針，使之指向存儲(chǔ)器中未用的單元。它將指向包控制字節(jié)， 在本設(shè)計(jì)方案中， 指針應(yīng)編程為0120h; 2.使用WBM SPI 命令寫入包控制字節(jié)、目標(biāo)地址、源MAC 地址、類型/ 長(zhǎng)度和數(shù)據(jù)有效負(fù)載; 3.正確編程ETXND 指針。它應(yīng)指向數(shù)據(jù)有效負(fù)載的最后一個(gè)字節(jié)， 在本設(shè)計(jì)方案中， 指針應(yīng)編程為0156h; 4.將EIR.TXIF位清零、將EIE.TXIE 位和EIE.INTIE 位置1 允許在發(fā)送完成后產(chǎn)生中斷(如果需要); 5.將ECON1.TXRTS 位置1 開始發(fā)送。如果在TXRTS 位置1 時(shí)正在進(jìn)行DMA 操作， ENC28J60 會(huì)等待DMA 操作完成再發(fā)送。這種等待是必需的， 因?yàn)镈MA 和發(fā)送引擎共享同一個(gè)存儲(chǔ)器訪問(wèn)端口。同樣如果在TXRTS 已置1后， ECON1 中DMAST 位才置1, DMA 在TXRTS 位清零前不會(huì)采取任何動(dòng)作。如果正在進(jìn)行發(fā)送， 不應(yīng)通過(guò)SPI 讀取或?qū)懭肴魏未l(fā)送的字節(jié)。主控制器將TXRTS 位清零可取消發(fā)送。如果數(shù)據(jù)包發(fā)送完成或因錯(cuò)誤取消而中止發(fā)送， ECON1.TXRTS位會(huì)被清零， 一個(gè)7 字節(jié)的發(fā)送狀態(tài)向量將被寫入由ETXND +1 指向的單元， EIR.TXIF 會(huì)被置1 并產(chǎn)生中斷(如果允許)。要驗(yàn)證數(shù)據(jù)包是否成功發(fā)送， 應(yīng)讀取ESTAT.TXABRT 位。如果該位置1, 主控制器在查詢發(fā)送狀態(tài)向量的各個(gè)字段外， 還應(yīng)查詢ESTAT.LATECOL 位， 以確定失敗的原因。下面給出寫數(shù)據(jù)包的源代碼：3.3 ENC28J60 接收數(shù)據(jù)包假設(shè)接收緩沖器已完成初始化， MAC 已正確配置而且接收過(guò)濾器已配置為接收以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包， 主控制器應(yīng)該：1.如果需要在接收到數(shù)據(jù)包時(shí)產(chǎn)生一個(gè)中斷， 就要將EIE.PKTIE 位和EIE.INTIE位置1; 2. 如果需要在由于緩沖空間不足導(dǎo)致數(shù)據(jù)包丟失時(shí)產(chǎn)生一個(gè)中斷， 就要將EIR.RXERIF 位清零， 并將EIE.RXERIE位和EIE.INTIE 位置1; 3. 通過(guò)將ECON1.RXEN 位置1使能接收。在將RXEN 置1 后， 將不能修改雙工模式和接收緩沖器起始和結(jié)束指針。此外， 要阻止不期望接收的數(shù)據(jù)包， 在更改接收過(guò)濾器配置寄存器(ERXFCON) 和MAC 地址前建議將RXEN 清零。在使能接收后， 沒有過(guò)濾掉的數(shù)據(jù)包將寫入循環(huán)接收緩沖器。任何不符合過(guò)濾條件的數(shù)據(jù)包將被丟棄， 但主控制器無(wú)法識(shí)別一個(gè)數(shù)據(jù)包已被丟棄。當(dāng)接收到一個(gè)數(shù)據(jù)包并將其完整寫入緩沖器時(shí)， EPKTCNT 寄存器將遞增， EIR.PKTIF 位將置1, 并產(chǎn)生一個(gè)中斷(如果允許)， 同時(shí)硬件寫指針ERXWRPT 自動(dòng)遞增。
楊浦網(wǎng)絡(luò)連接器公司
摘要：為適應(yīng)RFID 讀寫器在不同應(yīng)用系統(tǒng)中的要求，開發(fā)了一種以MSP430F149 單片機(jī)為核心的具有嵌入式以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)接口的手持式RFID 讀寫器。文中介紹RFID 讀寫器中單片機(jī)與以太網(wǎng)控制器RTL8139 組成的網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)了手持式RFID 讀寫器接入Internet 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。RFID 技術(shù)目前廣泛應(yīng)用于身份識(shí)別、防偽應(yīng)用、供應(yīng)鏈應(yīng)用、公共交通管理、物流管理、生產(chǎn)線自動(dòng)化與過(guò)程控制、容器識(shí)別等領(lǐng)域。由于手持式RFID讀寫器的存儲(chǔ)器容量有限，保存在讀寫器中的數(shù)據(jù)可以通過(guò)USB 等接口傳送到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行處理，但為更方便快捷地將讀寫器中的數(shù)據(jù)傳送到遠(yuǎn)程的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，將便攜設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化是解決上述問(wèn)題的有效途徑之一。但目前的手持式RIFD 讀寫器并不具備與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接的網(wǎng)絡(luò)接口。另外，手持式RFID 讀寫器是通過(guò)內(nèi)部所裝有的電池進(jìn)行供電，所以降低其工作功耗也是主要問(wèn)題之一。而MSP430F149 單片機(jī)是一款16 位超低功耗的處理芯片，它將多個(gè)不同功能的模擬電路，數(shù)字電路模塊集成于一身，適合應(yīng)用與需要電池供電的便攜式儀器儀表中。因此，文中主要介紹手持式RFID 讀寫器中MSP430F149 單片機(jī)與以太網(wǎng)控制器RTL8139 接口的硬件設(shè)計(jì)的方法，以及相應(yīng)的硬件設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)和TCP /IP 協(xié)議棧的處理方法。1 網(wǎng)絡(luò)接口硬件結(jié)構(gòu)。1. 1 網(wǎng)絡(luò)接口手持式RFID 讀寫器是便攜式射頻識(shí)別系統(tǒng)的主要設(shè)備，其網(wǎng)絡(luò)接口主要由MSP430 單片機(jī)與以太網(wǎng)控制器RTL8139 塊等組成。其網(wǎng)絡(luò)接口硬件結(jié)構(gòu)如圖1 所示。根據(jù)便攜設(shè)備的低功耗要求，MSP430 單片機(jī)采用MSP430F149,具有超低功耗、強(qiáng)大處理能力、豐富片上外圍模塊及多種存儲(chǔ)器形式等功能，其中有2 個(gè)具有中斷功能的8 位并行端口P1與P2和4 個(gè)8 位的通用并行端口P3、P4、P5與P6,可以滿足和以太網(wǎng)控制器的接口，而且能夠?qū)崿F(xiàn)RFID 讀寫器的其他接口功能。隔離變壓器選用PM34 - 1006M10 /100 /1000M 變壓器。采用RTL8139 以太網(wǎng)控制器作為網(wǎng)絡(luò)接口。由于RTL8139 是PCI 總線接口，不能直接與8 位的MCU 接口，需要一個(gè)PCI 接口進(jìn)行轉(zhuǎn)接。單片機(jī)在進(jìn)行外部存儲(chǔ)器操作時(shí)采用的信號(hào)有P0口、P2口、ALE以及RD 和WR 信號(hào)。其中，P0口為地址（ 低8 位） /數(shù)據(jù)復(fù)用，P2口為高8 位地址信號(hào)； ALE 為地址鎖存信號(hào)，為高電平時(shí)將P0口的值鎖存到低8 位數(shù)據(jù)線上； RD 和WR 為讀寫有效信號(hào)，低電平有效。因此，PCI 接口實(shí)際上是起到一個(gè)從單片機(jī)讀寫時(shí)序到32位PCI 讀寫時(shí)序轉(zhuǎn)換的作用。1. 2 RTL8139 的結(jié)構(gòu)及編程接口RTL8139 是臺(tái)灣Realtek 公司生產(chǎn)的一種高度集成的全面支持IEEE802. 3 標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)控制器芯片，支持微軟的PnP 規(guī)范。利用雙絞線可以和全雙工網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)相連接，能夠同時(shí)接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。支持UTP（ Unshielded Twisted Paired） ,AUI（ Attachment UnitInterface） 自動(dòng)偵測(cè)。支持IO 地址全解碼模式。其主要特性如下：（1）符合Ethernet Ⅱ 和IEEE802. 3 （ 10Base5,10Base2,10BaseT） 標(biāo)準(zhǔn)。（2）支持跳線和免跳線兩種工作方式。（3）全雙工，收發(fā)可同時(shí)達(dá)到100 Mbit·s - 1 的速率。（4）支持32 位數(shù)據(jù)PCI 總線。（5）允許3 個(gè)診斷LED 可編程輸出。（6）128 腳LQFP 封裝，縮小了PCB 尺寸。PCI 總線信號(hào)有3. 3 V 標(biāo)準(zhǔn)和5 V 標(biāo)準(zhǔn)，信號(hào)線眾多，但并不是所有的PCI 設(shè)備都使用全部的PCI 接口信號(hào)，實(shí)際只使用需要的即可。RTL8139AS 以太網(wǎng)控制器遵循3 V 標(biāo)準(zhǔn)，并且只使用了PCI 總線信號(hào)中的以下部分： AD[31: 0]為數(shù)據(jù)信號(hào)復(fù)用總線。FRAME 為幀周期信號(hào)，由當(dāng)前主設(shè)備驅(qū)動(dòng)，表示一次訪問(wèn)的開始和持續(xù)時(shí)間。IRDY 為主設(shè)備準(zhǔn)備好信號(hào)。TRDY 為從設(shè)備準(zhǔn)備好信號(hào)。C /BE 為總線命令和字節(jié)使能復(fù)用信號(hào)。地址期是總線命令，數(shù)據(jù)期是字節(jié)使能。IDSEL 為初始化設(shè)備選擇信號(hào)。在參數(shù)配置讀寫傳輸期間，用作片選。對(duì)于只有一個(gè)PCI 設(shè)備的情況，它可以總接高電平。RST 為復(fù)位信號(hào)。CLK 為系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)，頻率范圍DC ~ 33 MHz.以上信號(hào)都在CLK 的上升沿有效。INTA 為中斷請(qǐng)求信號(hào)，RTL8139數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好后可以用來(lái)向主控制器發(fā)出中斷DEVSEL 為設(shè)備選擇信號(hào)，表明驅(qū)動(dòng)它的設(shè)備已成當(dāng)前訪問(wèn)的設(shè)備，由于系統(tǒng)中，RTL8139 是單一的PCI 設(shè)備，因此該信號(hào)可以不用。2 網(wǎng)絡(luò)接口軟件結(jié)構(gòu)RFID 讀寫器系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接口軟件主要包括硬件設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、TCP /IP 協(xié)議棧、應(yīng)用協(xié)議和其他用戶應(yīng)用程序。網(wǎng)絡(luò)接口軟件的流程如圖3 所示。其中應(yīng)用協(xié)議和其他用戶應(yīng)用程序?qū)⒃诙伍_發(fā)時(shí)根據(jù)RFID 讀寫器的具體功能要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，這里主要介紹硬件設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、TCP /IP 協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)方法。2. 1 硬件設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序硬件設(shè)備驅(qū)動(dòng)是將PCI 接口當(dāng)作單片機(jī)的外部存儲(chǔ)器看待，單片機(jī)以讀寫外部存儲(chǔ)器的時(shí)序?qū)CI 接口進(jìn)行讀寫，再由PCI 接口將這種讀寫操作時(shí)序轉(zhuǎn)換成PCI 時(shí)序?qū)σ蕴W(wǎng)控制器進(jìn)行操作。主要包括3 個(gè)部分，網(wǎng)絡(luò)初始化，發(fā)送控制和接收控制。主要完成對(duì)CR,TCR,RCR IMR ISR,RBSTART,MAR 等寄存器操作。發(fā)送控制過(guò)程在網(wǎng)絡(luò)中，幀傳輸?shù)倪^(guò)程是發(fā)送方將待發(fā)送的數(shù)據(jù)按幀格式要求封裝成幀，然后同過(guò)網(wǎng)卡發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)的傳輸線上。發(fā)送程序框圖如圖4所示。接收控制過(guò)程分成2 步，第1 步是根據(jù)哈稀算法判斷數(shù)據(jù)包是否是本地的數(shù)據(jù)包，如果是則接收放入FIFO,如果FIFO 里的數(shù)據(jù)包達(dá)到了RCR 寄存器預(yù)先設(shè)定閾值，把數(shù)據(jù)報(bào)放入RX_BUFF.第2 步主機(jī)程序?qū)X_BUFF 里的數(shù)據(jù)讀取到內(nèi)存進(jìn)行處理。2. 2 TCP /IP 協(xié)議棧TCP /IP 實(shí)質(zhì)上是一系列協(xié)議的總稱，是實(shí)現(xiàn)Internet通訊必不可少的部分，包括十幾個(gè)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，在這里要實(shí)現(xiàn)的是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)讀取居民用表的讀數(shù)，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量少且對(duì)實(shí)時(shí)性要求不高，不需要全部的協(xié)議，只要實(shí)現(xiàn)幾個(gè)必備的即可，權(quán)衡之下，求在最小代碼、最小資源需求和功能實(shí)現(xiàn)間取得一個(gè)平衡： 只實(shí)現(xiàn)了ICMP、TCP、IP、ARP 4 個(gè)協(xié)議，組成一個(gè)小型化的TCP /IP 協(xié)議。因?yàn)槿魏我粋€(gè)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀要發(fā)送時(shí)都必須要知道對(duì)方的物理地址，這能過(guò)ARP 協(xié)議獲得，所以要實(shí)現(xiàn)ARP 協(xié)議。而IP 協(xié)議是TCP, ICMP協(xié)議數(shù)據(jù)的傳輸格式； TCP 協(xié)議提供可靠的，可重組服務(wù)； 而ICMP 協(xié)議是調(diào)試時(shí)所不可缺少的。另外，在實(shí)現(xiàn)重發(fā)功能時(shí)，大多的做法是應(yīng)用層不參與，當(dāng)需要重發(fā)時(shí)，由TCP /IP 協(xié)議把存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)再發(fā)送一次即可，但在以單片機(jī)為主處理器的情況下，因?yàn)閱纹瑱C(jī)自身的資源有限，為了減少RAM 的使用，可以在需要重發(fā)時(shí)再由應(yīng)用層產(chǎn)生這一幀數(shù)據(jù)即可，這無(wú)需太多的時(shí)間。這樣也不必每發(fā)送一幀數(shù)據(jù)都要存在緩沖區(qū)中以備重發(fā)時(shí)使用，進(jìn)一步節(jié)省了RAM。3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析將手持式RFID 讀寫器通過(guò)網(wǎng)線連入局域網(wǎng)交換機(jī)，預(yù)先將讀寫器的IP 地址設(shè)置為192. 168. 1. 37,啟動(dòng)讀寫器、交換機(jī)及電腦，在電腦的命令終端輸入ping192. 168. 1. 37 命令在電腦中打開RFID 綜合管理系統(tǒng)，將實(shí)驗(yàn)用RFID 卡放入手持式RFID 讀寫器后，綜合管理系統(tǒng)讀到信息手持式RFID 讀寫器將讀到的實(shí)驗(yàn)卡信息，通過(guò)局域網(wǎng)交換機(jī)成功地傳輸?shù)诫娔X的綜合管理系統(tǒng)當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)接口的功能。4 結(jié)束語(yǔ)設(shè)計(jì)的手持式RFID 讀寫器網(wǎng)絡(luò)接口硬件采用MSP430F149 作為控制芯片，選用PM34 - 1 006M10 /100 /1 000M 變壓器作為隔離變壓器，以及全面支持IEEE802. 3 標(biāo)準(zhǔn)高度集成的RTL8139 作為以太網(wǎng)控制器芯片，整個(gè)系統(tǒng)具有超低功耗等優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了RFID 讀寫器的網(wǎng)絡(luò)化功能，為提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力創(chuàng)造了條件。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)接口驅(qū)動(dòng)程序及TCP /IP C 語(yǔ)言進(jìn)行開發(fā)，具有較好的可讀性和移植性，可以提高開發(fā)效率，縮短開發(fā)周期。
楊浦網(wǎng)絡(luò)連接器公司
為了研制出具有國(guó)際水準(zhǔn)的光纖成套設(shè)備，李詩(shī)愈帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在研發(fā)生產(chǎn)一線潛心鉆研了二十余年。他從光纖制造技術(shù)的頂層要求入手，在光纖最核心的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行源頭創(chuàng)新，解決了小彎曲半徑條件下附加損耗增大、無(wú)法通信的難題，一舉扭轉(zhuǎn)我國(guó)光纖行業(yè)面臨的知識(shí)產(chǎn)權(quán)桎梏。在提高單臺(tái)設(shè)備產(chǎn)能與效率方面，李詩(shī)愈帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)突破PCVD傳統(tǒng)的光纖預(yù)制棒低沉積速率工藝，大膽地將微波腔體尺寸擴(kuò)大，提高沉積反應(yīng)氣體流量，使沉積速率提高1倍，光纖預(yù)制棒產(chǎn)能翻1倍，生產(chǎn)效率提高100％。為解決光纖的工藝實(shí)現(xiàn)問(wèn)題，李詩(shī)愈提出了“三步法”，開創(chuàng)了將“VAD+PCVD+OVD”三種光棒工藝完美結(jié)合于低成本高效率的彎曲不敏感光纖的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。武漢郵科院由此自主開發(fā)出PCVD和高速拉絲裝備，使我國(guó)成為掌握光纖制造高性能成套裝備技術(shù)的四個(gè)大國(guó)之一。國(guó)際光纖專家專程來(lái)考察學(xué)習(xí)并給予高度贊賞。伴隨著國(guó)家光通信的快速發(fā)展，科研人員出身的李詩(shī)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(dòng)產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化和推廣應(yīng)用工作，不斷促進(jìn)研究成果的快速轉(zhuǎn)化，其開發(fā)的產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)及國(guó)際市場(chǎng)上都取得巨大的經(jīng)濟(jì)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(chǎn)品累計(jì)銷售超過(guò)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(shī)愈帶領(lǐng)著光纖光纜團(tuán)隊(duì)精耕細(xì)作，以客戶需求為導(dǎo)向，實(shí)現(xiàn)光纖光纜產(chǎn)銷量由1000萬(wàn)芯公里提升到4000萬(wàn)芯公里，近三年為國(guó)家寬帶信息化建設(shè)提供超億芯的光纖光纜產(chǎn)品。