閘北網絡接口規(guī)格
發(fā)布時間：2023-04-02 01:36:05
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一些朋友會問，關于六類網線可以運行1000M，想購買1000M交換機作為主網，在一棟樓里，不超過100M，用六類網線設計的通用數據是500M的意思，還沒有明白它的意思嗎？上面提到的1000米和500米指的是帶寬，M是兆位，而不是米。6條線是千兆位網絡的配置。6類網線、6類網線能跑1000米嗎？1000M網絡，要求物理頻率100MHz超五類0.5線徑 OFC無氧銅線，最大頻率155MHz六類0.57線徑 OFC無氧銅線，最大頻率250MHz看起來超五類和六類跑千兆似乎沒什么區(qū)別。所以說六類網線跑千兆是可以的。1000M交換機全稱為1000Mbps網絡，指的是傳輸速率，并非指帶寬，帶寬單位為MHz.CAT6的標準帶寬為250MHz，四對雙向傳輸輕松達到1000Mbps.此類是為千兆網量身定作的。使用CAT5E也是沒有錯的。但是，一定要選擇像Enri-Link Enrique Intelligence這樣的大品牌，以確保它真正滿足千兆網絡的要求，因為在CAT 5E方面，這需要高水平的制造要求。
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摘要：為了實現(xiàn)嵌入式以太網通信，使用以太網控制芯片DM9000A和單片機MSP430F5529，組成了嵌入式以太網接口，實現(xiàn)了網絡通信，其中單片機完成自身以及以太網控制芯片的初始化、數據的封包和收發(fā)控制，而DM9000A芯片負責網絡數據的發(fā)送和接收。詳細介紹了系統(tǒng)的硬件構成框圖和硬件設計，給出了實際的接口電路，重點描述了單片機和DM9000A芯片之間的軟件接口程序設計，并給出了網絡通信協(xié)議的應用方法。實驗結果表明，該設計體積小、接口簡單、速度快、功耗低，具有很高的推廣價值。隨著嵌入式技術和網絡技術的發(fā)展及以太網的廣泛應用，以太網接口在嵌入式系統(tǒng)中的應用越來越廣泛，網絡化成為未來設備發(fā)展的一個重要方向，各種嵌入式設備已經成功滲透到各個領域，并逐漸朝著網絡化、智能化的方向發(fā)展。以太網以其在實時性、可靠性、標準化等方面的卓越性能及其便于安裝、維護簡單、不受通信距離限制等優(yōu)點，已發(fā)展成為一種成熟的技術。本文以MSP430F5529單片機和以太網控制器DM9000A為硬件組成，通過軟件編程，和上位機實現(xiàn)了UDP協(xié)議的網絡通信。1 硬件設計DM9000A是DAVICOM公司推出的一款高速以太網接口芯片，是完全集成的和符合成本效益單芯片快速以太網MAC控制器，其被設計為低功耗、高處理性能，而其操作又非常簡單，具有通用的處理器接口，可以與多種處理器直接連接，數據總線寬度可設置為8 b和16 b，支持3．3 V和5 V電源模式。MSP430F5529單片機是TI公司的一款超低功耗單片機。該芯片采用低功耗設計，具有五種低功耗模式，從低功耗模式到喚醒模式的轉換時間小于6μs，其獨特的時鐘設計，每個時鐘都可以打開或關閉，從而實現(xiàn)對整體功耗的控制。供電電壓范圍為1．8～3．6 V，具有強大的中斷功能，集成了較豐富的片內外設和較多的I／O端口，提高了對外圍設備的開發(fā)能力。在本設計中，單片機MSP430F5529控制整個系統(tǒng)的運行，以太網控制器DM9000A實現(xiàn)網絡傳輸的低層功能。單片機完成對DM9000A的初始化，并將需要發(fā)送的數據按協(xié)議要求進行以太網幀封裝，發(fā)送給DM9000A；以中斷的方式接收網絡數據，并對接收到的數據進行解析，對有用數據進行處理。DM9000A接收從單片機發(fā)送來的數據，將數據通過RJ45傳送到遠程主機，并通過RJ45接收從遠程主機發(fā)送來的數據，將數據初步解析后保存在緩存中，然后向單片機發(fā)出中斷信號，由單片機來完成對數據的讀取。系統(tǒng)的硬件設計框圖如圖1所示。系統(tǒng)中單片機和以太網控制器都采用3．3 V來供電。單片機作為系統(tǒng)的主控芯片，和DM9000A之間采用8 b模式(將EECS腳接一個10 kΩ的上拉電阻)，使用P6端口和DM9000A的數據端口相連接，傳輸數據或地址數據，無需電平轉換；P1．0腳和CMD相連，為高時為數據讀／寫操作，為低時為地址讀／寫操作；P1．1腳和INT腳相連，作為單片機的數據讀取中斷信號；P1．2，P1．3腳分別和IOR腳、IOW腳相連，用于控制讀或寫操作，低電平有效，即在信號的上升沿進行讀(IOR)寫(IOW)操作；P1．4腳和CS腳相連，作為DM9000A的片選信號。2 DM9000A芯片操作DM9000A的讀／寫操作與一般的異步存儲器相同，圖2和圖3分別顯示了DM9000A的讀／寫時序。
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摘要 基于VxWorks操作系統(tǒng)，以S3C4480為核心CPU，用RTL8019作網絡控制器，設計并實現(xiàn)了嵌入式網絡接口。本方案在兼顧成本的同時，更加注重較高的可靠性和較強的實用性，因此具有一定的推廣價值。VxWorks操作系統(tǒng)以其高度的可靠性、優(yōu)秀的實時性、靈活的可裁減性等優(yōu)勢在嵌入式系統(tǒng)中備受關注，廣泛應用于許多行業(yè)；而隨著網絡技術的發(fā)展，嵌入式技術與網絡技術的結合已成必然。VxWorks是最早在其內核中加入TCP／IP協(xié)議的嵌入式實時操作系統(tǒng)。如何設計基于VxWorks的網絡接口，是擺在嵌入式開發(fā)人員面前的首要課題。本設計以三星公司的ARM7(S3C44B0)為核心CPU，開發(fā)了VxWorks下的網絡接口，包括硬件設計和軟件實現(xiàn)兩個部分。1 硬件設計核心CPU采用三星公司的S3C4480。S3C4480采用ARM7TDMI內核，它通過提供全面的、通用的片上外設，大大減少了系統(tǒng)電路除處理器以外的元器件配置，降低了系統(tǒng)成本。網絡接口芯片采用Realtek公司生產的RTL8019AS。它是一款高度集成的以太網控制器，不僅集成了MAC(介質訪問控制)子層和物理層的性能，而且與NE200O兼容，具有軟件可移植性強以及價格低廉等優(yōu)點。S3C4480與RTL8019AS的硬件接口原理如圖l所示。從圖1中可以看出，RTL8019AS的使能端連到S3C44B0的nGCS3，因此它的地址映射在系統(tǒng)的Bank3上，基地址為Ox06000000。RTL8019AS支持8位／16位數據總線，在本電路中采用16位方式。RTL8019AS共有32個輸入／輸出地址，對應地址偏移量為Ox00～Oxlf?，F(xiàn)分別說明如下：①Ox00～OxOf的16個地址，為寄存器地址。②0xlO～0x17的8個地址，為數據讀寫端口地址。它們都是一樣的，每個都可以用來做數據讀寫端口，只要用其中一個就可以了。③Oxl8～0xlf的8個地址，為復位端口。它們的功能都是一樣的。但需要注意，實際上只有0x18、0xla、Oxk、Oxle這幾個復位端口是有效的，其他不要使用；因為有些兼容卡不支持0x19、0xlb、0xld等奇數地址的復位。在軟件設計時，尤其要注意以下兩點：①RTL8019As的地址線從SAO～SA4依次連到S3Cd480的ADDRl～ADDR5上，因此，RTL8019的寄存器地址要左移1位。②RTL8019AS使用EXINTl中斷，且上升沿觸發(fā)。
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摘要：為了得到比傳統(tǒng)片上網絡的網絡資源接口(NI)更高的數據傳輸效率和更加穩(wěn)定的數據傳輸效果，提出了一種新的高效網絡接口的設計方法，并采用Verilog HDL語言對相關模塊進行編程，實現(xiàn)了高效傳輸功能，同時又滿足核內路由的設計要求。最終通過仿真軟件Xilinx ISE Design Suite 12．3和ModelSim SE 6．2b得到了滿足設計要求的仿真結果。隨著納米時代的到來，集成電路工藝不斷的發(fā)展，特別是VISI設計技術的進步，系統(tǒng)級芯片的設計迎來了巨大的挑戰(zhàn)，而這個挑戰(zhàn)的的關鍵就是怎么樣實現(xiàn)更高的通信效率。這個問題的出現(xiàn)也預示著多核技術時代的到臨。為了應對這個挑戰(zhàn)，人們提出了片上網絡(Network On Chip，NoC)的概念。片上網絡(NoC)移植了網絡通信的方式，進而來解決多核時代的IP核互聯(lián)通信的問題。由于片上網絡(NoC)具有優(yōu)秀的可擴展性和相對較好的功耗效率，目前已經被大多數人認為是解決當前甚至未來芯片設計中關于通信問題的最重要的技術之一。1 NoC簡介為傳統(tǒng)2D-MESH結構的NoC示意圖。圖中明顯可以看出片上網絡(NoC)主要由4部分組成：資源節(jié)點(IP核)、路由節(jié)點、網絡接口NI(Network Interface)和全局鏈路。其中網絡接口NI就是連接IP核與通信網絡的橋梁，同時網絡接口NI的設計也是片上網絡(NoC)設計技術中重要的一環(huán)。網絡接口NI使NoC實現(xiàn)了計算資源與通信網絡部分的分離，允許IP核和網絡通信結構分別獨立進行設計，使計算資源相對網絡更加透明，從而實現(xiàn)不同資源間的互聯(lián)，提高了設計的重用性。網絡接口NI主要面向地址信號，數據的打包、解包、編碼，同步等方面的問題。文獻提出的是一種既滿足擔保服務又滿足最大努力服務的網絡接口NI，但是此網絡接口NI主要應用于AEthereal系統(tǒng)中。文獻介紹了一種以OCP從模塊存在的網絡接口，應用于XpIPes系統(tǒng)。2 通用網絡接口NI的結構及模塊功能網絡接口的作用主要基于網絡中關于信息包信息的傳輸，并且將其轉換成資源模塊可用的形式。它的主要功能包括3個方面：提取關于IP核與網絡之間的通信協(xié)議；支持任何IP核與網絡接口連接；對數據進行打包和解包。當數據在NoC中傳輸時，網絡接口將主IP核中的數據進行打包，并進行校驗，然后將其傳輸到路由節(jié)點進入網絡，最后由目的IP核的網絡接口進行解包，校驗進入到目的IP核中。圖2是通用網絡接口的結構模塊圖，如圖2所示其主要由通用核接口、數據打包單元、數據解包單元、存儲單元和異步FIFO構成。數據打包單元主要將來自IP核的信息進行打包，其首先將信息轉換成流控單元(flit)，然后在網絡中進行傳輸，其主要由包頭編碼單元，數據處理單元和FIFO控制單元構成。而解包單元主要是將數據包進行轉換，滿足目的IP核所需要的數據形式。數據打包單元和數據解包單元共享網絡接口中的存儲單元，這樣做主要是易于鏈接不同模塊。3 高效網絡接口的設計3．1 總體結構的設計與分析本文主要是設計一種高效的網絡接口使其滿足數據的快速傳輸，同時能承受高的通信壓力，使其也可用于核內路由的數據傳輸。核內路由及將傳統(tǒng)的路由節(jié)點嵌入到IP核中，與IP核共享存儲單元，益于IP核與網絡通信部分數據傳輸加速，以便于加快整個NoC的網絡通信速率。據文獻可知，核內路由也將是NoC發(fā)展的重要方向之一。如圖3所示，本文設計的網絡接口主要包含數據接收，數據發(fā)送，緩沖區(qū)模塊和寄存器控制組4部分。當原始數據從IP核傳輸到本網絡接口，首先由數據接收模塊將原始數據打包，并將其分為多個片(flit)。通常數據包被分為：Head flit，Datel flit，Date2 flit，Tailflit等4部分，而本網絡接口將其壓縮為Head flit，Datel flit，Date2 and control flit三部分，主要是將Tailflit壓縮到傳統(tǒng)Data2 flit中，因為Tail flit中只含有一個完成控制信號，所以將其合并到最后一個數據片上，通過寄存器控制模塊控制發(fā)送，通過網絡到達目的網絡接口，由其將接受到的數據包進行解包，滿足目的IP核的需求，同時傳輸到目的IP核。由于本網絡接口也可以嵌入到IP核中，因此可以提前將Head flit發(fā)送出去，使Head flit的發(fā)送與數據打包并行處理。這樣就加速了數據的傳輸速率。此模塊主要是完成接收路由節(jié)點發(fā)出來的數據包以及本地IP核發(fā)出的數據包。其結構如圖4所示，由數據接收邏輯控制模塊和數據接收狀態(tài)機模塊。 此模塊主要工作流程為：接收控制邏輯模塊→產生緩存地址和有效信號→狀態(tài)機模塊→產生接收數據的狀態(tài)。簡單狀態(tài)圖如圖5所示。當系統(tǒng)復位，整個狀態(tài)機處于空狀態(tài)(idle)，當同時接收到有效的數據信號和信道控制信號時，進入接收數據長狀態(tài)(r_length)。隨著clk上升沿的到達，順序進入接收數據目的地址的狀態(tài)(r_desti_addr)，接收源地址狀態(tài)(r_source_addr)，接收數據狀態(tài)(r_receive)。數據接收完成后，置數據傳輸完成信號無效后，狀態(tài)機恢復初始狀態(tài)(idle)。3．3 數據發(fā)送模塊的設計此模塊主要是將從路由節(jié)點得到的數據發(fā)送給IP核，或者是將從IP核得到的數據傳輸到通信網絡中去。設計思路同數據接收模塊相似。結構圖如圖6所示分為2部分：數據發(fā)送控制邏輯模塊和數據發(fā)送狀態(tài)機模塊。其狀態(tài)機的轉移圖如圖7所示。簡述：idle→(有效數據發(fā)送信號)ask(信道請求信號)→(響應信道請求)buf_en→(clk上沿)t_length→t_date→(數據信號完成響應)idle。3．4 寄存器控制組模塊的設計此模塊主要分為：狀態(tài)寄存器，邏輯控制寄存器，接收數據長寄存器，接收數據源地址寄存器。4個寄存器都為8位寄存器。滿足了各節(jié)點對網絡接口的控制。表1為狀態(tài)寄存器。當前網絡接口的工作狀態(tài)有表中寄存器的低兩位所代表。“0”代表處于r_date，“1”代表處于s_date。4 系統(tǒng)仿真與驗證結果 本文設計的網絡接口主要是使用Xilinx ISE Design suite 12．3和ModelSim SE 6．2b仿真軟件進行仿真和驗證。圖8是網絡接口中數據接收模塊功能仿真圖，圖9是數據發(fā)送模塊功能仿真圖。實驗主要是通過主時鐘控制數據的發(fā)送，采用50 MHz的時鐘，每2個時鐘發(fā)送一個IP核數據，發(fā)送完成的到flag標識。從結果可以看出此設計便于加快數據在網絡中的傳輸效率。實驗中源IP核輸出數據為32位，通過NI1把數據分為高16位和低16位輸出，到達目的NI2，通過NI2把數據合并為32位，最終輸入到目的IP核內。結果顯示，數據傳輸過程數據保持了較強的穩(wěn)定性，同時發(fā)送與接收都準確的做出了應答，達到了設計要求。5 結語本文設計的網絡接口主要是針對對數據傳輸速率要求較高，對傳輸效果穩(wěn)定性要求較高的NoC體系。通過實驗基本實現(xiàn)了設計要求，同時此網絡接口具有較強的實用性，對與今后核內路由的研究具有重要的意義。