麗水網(wǎng)絡(luò)接口廠家
發(fā)布時(shí)間：2023-04-09 01:33:58
麗水網(wǎng)絡(luò)接口廠家
摘要：為了得到比傳統(tǒng)片上網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)資源接口(NI)更高的數(shù)據(jù)傳輸效率和更加穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸效果，提出了一種新的高效網(wǎng)絡(luò)接口的設(shè)計(jì)方法，并采用Verilog HDL語言對相關(guān)模塊進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)了高效傳輸功能，同時(shí)又滿足核內(nèi)路由的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)要求的仿真結(jié)果。隨著納米時(shí)代的到來，集成電路工藝不斷的發(fā)展，特別是VISI設(shè)計(jì)技術(shù)的進(jìn)步，系統(tǒng)級芯片的設(shè)計(jì)迎來了巨大的挑戰(zhàn)，而這個(gè)挑戰(zhàn)的的關(guān)鍵就是怎么樣實(shí)現(xiàn)更高的通信效率。這個(gè)問題的出現(xiàn)也預(yù)示著多核技術(shù)時(shí)代的到臨。為了應(yīng)對這個(gè)挑戰(zhàn)，人們提出了片上網(wǎng)絡(luò)(Network On Chip，NoC)的概念。片上網(wǎng)絡(luò)(NoC)移植了網(wǎng)絡(luò)通信的方式，進(jìn)而來解決多核時(shí)代的IP核互聯(lián)通信的問題。由于片上網(wǎng)絡(luò)(NoC)具有優(yōu)秀的可擴(kuò)展性和相對較好的功耗效率，目前已經(jīng)被大多數(shù)人認(rèn)為是解決當(dāng)前甚至未來芯片設(shè)計(jì)中關(guān)于通信問題的最重要的技術(shù)之一。1 NoC簡介為傳統(tǒng)2D-MESH結(jié)構(gòu)的NoC示意圖。圖中明顯可以看出片上網(wǎng)絡(luò)(NoC)主要由4部分組成：資源節(jié)點(diǎn)(IP核)、路由節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)接口NI(Network Interface)和全局鏈路。其中網(wǎng)絡(luò)接口NI就是連接IP核與通信網(wǎng)絡(luò)的橋梁，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)接口NI的設(shè)計(jì)也是片上網(wǎng)絡(luò)(NoC)設(shè)計(jì)技術(shù)中重要的一環(huán)。網(wǎng)絡(luò)接口NI使NoC實(shí)現(xiàn)了計(jì)算資源與通信網(wǎng)絡(luò)部分的分離，允許IP核和網(wǎng)絡(luò)通信結(jié)構(gòu)分別獨(dú)立進(jìn)行設(shè)計(jì)，使計(jì)算資源相對網(wǎng)絡(luò)更加透明，從而實(shí)現(xiàn)不同資源間的互聯(lián)，提高了設(shè)計(jì)的重用性。網(wǎng)絡(luò)接口NI主要面向地址信號，數(shù)據(jù)的打包、解包、編碼，同步等方面的問題。文獻(xiàn)提出的是一種既滿足擔(dān)保服務(wù)又滿足最大努力服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)接口NI，但是此網(wǎng)絡(luò)接口NI主要應(yīng)用于AEthereal系統(tǒng)中。文獻(xiàn)介紹了一種以O(shè)CP從模塊存在的網(wǎng)絡(luò)接口，應(yīng)用于XpIPes系統(tǒng)。2 通用網(wǎng)絡(luò)接口NI的結(jié)構(gòu)及模塊功能網(wǎng)絡(luò)接口的作用主要基于網(wǎng)絡(luò)中關(guān)于信息包信息的傳輸，并且將其轉(zhuǎn)換成資源模塊可用的形式。它的主要功能包括3個(gè)方面：提取關(guān)于IP核與網(wǎng)絡(luò)之間的通信協(xié)議；支持任何IP核與網(wǎng)絡(luò)接口連接；對數(shù)據(jù)進(jìn)行打包和解包。當(dāng)數(shù)據(jù)在NoC中傳輸時(shí)，網(wǎng)絡(luò)接口將主IP核中的數(shù)據(jù)進(jìn)行打包，并進(jìn)行校驗(yàn)，然后將其傳輸?shù)铰酚晒?jié)點(diǎn)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)，最后由目的IP核的網(wǎng)絡(luò)接口進(jìn)行解包，校驗(yàn)進(jìn)入到目的IP核中。圖2是通用網(wǎng)絡(luò)接口的結(jié)構(gòu)模塊圖，如圖2所示其主要由通用核接口、數(shù)據(jù)打包單元、數(shù)據(jù)解包單元、存儲單元和異步FIFO構(gòu)成。數(shù)據(jù)打包單元主要將來自IP核的信息進(jìn)行打包，其首先將信息轉(zhuǎn)換成流控單元(flit)，然后在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行傳輸，其主要由包頭編碼單元，數(shù)據(jù)處理單元和FIFO控制單元構(gòu)成。而解包單元主要是將數(shù)據(jù)包進(jìn)行轉(zhuǎn)換，滿足目的IP核所需要的數(shù)據(jù)形式。數(shù)據(jù)打包單元和數(shù)據(jù)解包單元共享網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)接口的設(shè)計(jì)3．1 總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與分析本文主要是設(shè)計(jì)一種高效的網(wǎng)絡(luò)接口使其滿足數(shù)據(jù)的快速傳輸，同時(shí)能承受高的通信壓力，使其也可用于核內(nèi)路由的數(shù)據(jù)傳輸。核內(nèi)路由及將傳統(tǒng)的路由節(jié)點(diǎn)嵌入到IP核中，與IP核共享存儲單元，益于IP核與網(wǎng)絡(luò)通信部分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸加速，以便于加快整個(gè)NoC的網(wǎng)絡(luò)通信速率。據(jù)文獻(xiàn)可知，核內(nèi)路由也將是NoC發(fā)展的重要方向之一。如圖3所示，本文設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)接口主要包含數(shù)據(jù)接收，數(shù)據(jù)發(fā)送，緩沖區(qū)模塊和寄存器控制組4部分。當(dāng)原始數(shù)據(jù)從IP核傳輸?shù)奖揪W(wǎng)絡(luò)接口，首先由數(shù)據(jù)接收模塊將原始數(shù)據(jù)打包，并將其分為多個(gè)片(flit)。通常數(shù)據(jù)包被分為：Head flit，Datel flit，Date2 flit，Tailflit等4部分，而本網(wǎng)絡(luò)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?yàn)門ail flit中只含有一個(gè)完成控制信號，所以將其合并到最后一個(gè)數(shù)據(jù)片上，通過寄存器控制模塊控制發(fā)送，通過網(wǎng)絡(luò)到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)接口，由其將接受到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行解包，滿足目的IP核的需求，同時(shí)傳輸?shù)侥康腎P核。由于本網(wǎng)絡(luò)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(shù)據(jù)打包并行處理。這樣就加速了數(shù)據(jù)的傳輸速率。此模塊主要是完成接收路由節(jié)點(diǎn)發(fā)出來的數(shù)據(jù)包以及本地IP核發(fā)出的數(shù)據(jù)包。其結(jié)構(gòu)如圖4所示，由數(shù)據(jù)接收邏輯控制模塊和數(shù)據(jù)接收狀態(tài)機(jī)模塊。 此模塊主要工作流程為：接收控制邏輯模塊→產(chǎn)生緩存地址和有效信號→狀態(tài)機(jī)模塊→產(chǎn)生接收數(shù)據(jù)的狀態(tài)。簡單狀態(tài)圖如圖5所示。當(dāng)系統(tǒng)復(fù)位，整個(gè)狀態(tài)機(jī)處于空狀態(tài)(idle)，當(dāng)同時(shí)接收到有效的數(shù)據(jù)信號和信道控制信號時(shí)，進(jìn)入接收數(shù)據(jù)長狀態(tài)(r_length)。隨著clk上升沿的到達(dá)，順序進(jìn)入接收數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)狀態(tài)(r_receive)。數(shù)據(jù)接收完成后，置數(shù)據(jù)傳輸完成信號無效后，狀態(tài)機(jī)恢復(fù)初始狀態(tài)(idle)。3．3 數(shù)據(jù)發(fā)送模塊的設(shè)計(jì)此模塊主要是將從路由節(jié)點(diǎn)得到的數(shù)據(jù)發(fā)送給IP核，或者是將從IP核得到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)中去。設(shè)計(jì)思路同數(shù)據(jù)接收模塊相似。結(jié)構(gòu)圖如圖6所示分為2部分：數(shù)據(jù)發(fā)送控制邏輯模塊和數(shù)據(jù)發(fā)送狀態(tài)機(jī)模塊。其狀態(tài)機(jī)的轉(zhuǎn)移圖如圖7所示。簡述：idle→(有效數(shù)據(jù)發(fā)送信號)ask(信道請求信號)→(響應(yīng)信道請求)buf_en→(clk上沿)t_length→t_date→(數(shù)據(jù)信號完成響應(yīng))idle。3．4 寄存器控制組模塊的設(shè)計(jì)此模塊主要分為：狀態(tài)寄存器，邏輯控制寄存器，接收數(shù)據(jù)長寄存器，接收數(shù)據(jù)源地址寄存器。4個(gè)寄存器都為8位寄存器。滿足了各節(jié)點(diǎn)對網(wǎng)絡(luò)接口的控制。表1為狀態(tài)寄存器。當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)接口的工作狀態(tài)有表中寄存器的低兩位所代表?！?”代表處于r_date，“1”代表處于s_date。4 系統(tǒng)仿真與驗(yàn)證結(jié)果 本文設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)接口主要是使用Xilinx ISE Design suite 12．3和ModelSim SE 6．2b仿真軟件進(jìn)行仿真和驗(yàn)證。圖8是網(wǎng)絡(luò)接口中數(shù)據(jù)接收模塊功能仿真圖，圖9是數(shù)據(jù)發(fā)送模塊功能仿真圖。實(shí)驗(yàn)主要是通過主時(shí)鐘控制數(shù)據(jù)的發(fā)送，采用50 MHz的時(shí)鐘，每2個(gè)時(shí)鐘發(fā)送一個(gè)IP核數(shù)據(jù)，發(fā)送完成的到flag標(biāo)識。從結(jié)果可以看出此設(shè)計(jì)便于加快數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸效率。實(shí)驗(yàn)中源IP核輸出數(shù)據(jù)為32位，通過NI1把數(shù)據(jù)分為高16位和低16位輸出，到達(dá)目的NI2，通過NI2把數(shù)據(jù)合并為32位，最終輸入到目的IP核內(nèi)。結(jié)果顯示，數(shù)據(jù)傳輸過程數(shù)據(jù)保持了較強(qiáng)的穩(wěn)定性，同時(shí)發(fā)送與接收都準(zhǔn)確的做出了應(yīng)答，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。5 結(jié)語本文設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)接口主要是針對對數(shù)據(jù)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(shí)驗(yàn)基本實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)要求，同時(shí)此網(wǎng)絡(luò)接口具有較強(qiáng)的實(shí)用性，對與今后核內(nèi)路由的研究具有重要的意義。
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網(wǎng)線轉(zhuǎn)接頭只要連接正常、無接觸不良等情況，則不會影響網(wǎng)絡(luò)速度。網(wǎng)線接長的方法有兩種。一種是使用絕緣膠帶像接電線一樣連接，另外一種方法是使用專用的對接水晶頭對接的轉(zhuǎn)換頭。方法一，絕緣膠帶對接法（一般用于沒有網(wǎng)線鉗的接法）：網(wǎng)線內(nèi)部是8根不同顏色的細(xì)線，相同顏色的線接好后，使用絕緣膠帶纏繞好即可。但是這種方法由于對接手法的差異，有可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)信號傳輸容易中斷，或者網(wǎng)絡(luò)斷開頻繁等現(xiàn)象。所以建議如下的接法。方法二，使用專業(yè)對接水晶頭的轉(zhuǎn)換頭（一般用于有網(wǎng)線鉗的接法）：1，到電腦耗材店買一個(gè)網(wǎng)線轉(zhuǎn)接頭，就是一個(gè)長方形，兩頭都是水晶頭插口那種；2，用它加在兩根網(wǎng)線中間使網(wǎng)線加長。既快捷，又方便、美觀、可靠。
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本文介紹一般電話線銜接及水晶頭壓接辦法，多指家用電話，大一點(diǎn)的公司都是用集團(tuán)電話，需求體系設(shè)備調(diào)試，本文暫不觸及，此外對ISDN用戶，由于ISDN接入電話還需求專門的盒子，現(xiàn)在運(yùn)用較少且已逐漸篩選，盡管ISDN在傳輸上有數(shù)字化的優(yōu)勢，但對一般話音傳輸來講，根本沒有吸引力，或許在國際話音傳輸上短期內(nèi)還有點(diǎn)效果。比較較而言，仍是傳統(tǒng)的東西更有生命力。一、一般電話水晶頭銜接方法電話插座多運(yùn)用非國際標(biāo)準(zhǔn)的RJ11（Registered Jack，注冊插孔）電話水晶頭，有4PIN或6PIN兩種，跟RJ45 8PIN電話水晶頭比較要略小。別的，不要把RJ11接口向RJ45接口中插接，不然可能會損壞RJ45引腳。此外，也有些轉(zhuǎn)接器運(yùn)用RJ45 8PIN水晶頭，銜接次序只需同線序即可，詳細(xì)引腳能夠反觀插座上的伸出引腳。由于RJ11運(yùn)用混亂，所以線纜顏色也沒有規(guī)則，有紅白一路，黑黃一路的，也有紅藍(lán)一路、綠黃一路的，詳細(xì)要根據(jù)接入線纜的不同可能不同，輸入線承認(rèn)只需分辨出哪兩根可用即可，盡可穿插銜接測試，橫豎即便短路了也不會燒到電信交換機(jī)的，那兒有維護(hù)。一般電話線就是指電話輸入線，壓接到RJ11 6PIN接頭時(shí)，只需銜接到水晶頭中心的兩個(gè)引腳上（3腳和4腳）上，不必區(qū)別線序，話機(jī)內(nèi)部線路會主動倒換。聽筒線是銜接電話聽筒和座機(jī)之間的銜接線，接頭一般運(yùn)用RJ11 4PIN水晶頭，線序依照1-4、2-3、3-2、4-1，也就是倒序壓接（水晶頭平擺正面朝向自己，線序倒反即可）。二、 數(shù)字電話銜接方法正本數(shù)字電話的概念是指電話到交換機(jī)的傳輸也是選用數(shù)字方法的，而目前的數(shù)字電話前期被偷換概念，跟數(shù)字電視機(jī)相同，只需“源”和“接收”不是一起選用數(shù)字編碼的，都只能算是對折字處理。所以目前市道出售的家用數(shù)字電話也都只是母子機(jī)之間運(yùn)用數(shù)字傳輸，所以外線其實(shí)仍然選用傳統(tǒng)的模仿話音傳輸。所以，水晶頭的壓接辦法能夠仍然參閱上面一般電話運(yùn)用兩根電話線。對集團(tuán)電話，除非接口不同或有特別約好外，只需支撐傳統(tǒng)撥號方法就能夠接到一般的的兩根電話線上，天緣對此觸摸不多，單從技能視點(diǎn)考量，集團(tuán)電話能夠做成全數(shù)字的，所以可能有些類型不能在家庭運(yùn)用，對此有了解的網(wǎng)友不妨彌補(bǔ)一下。三、輸入線及聽筒線示例1、輸入線部分典型的電話轉(zhuǎn)接線，一般是一頭接分線盒一頭接座機(jī)（故需求兩個(gè)插頭），或是用在分機(jī)之間，假如沒有分線盒，能夠剪斷一頭直接銜接到電話輸入線上。2、聽筒部分聽筒線很少需求用戶自己手動去做，話機(jī)都會隨機(jī)順便，即便壞了，自己也很難找這類螺旋形的銜接線，不像上文一般電話線相同自己制造，仍是直接買一個(gè)做好的聽筒線也不貴。急用的話自己能夠在原聽筒線斷開處剪開手動銜接即可，或許替換一頭銜接頭也能夠。四、電話線線序及銜接約好早前電話都是運(yùn)用脈沖撥號方法，現(xiàn)在簡直都改成DTMF（雙音多頻）或FSK（移頻鍵控）制式了，但仍然歸于模仿?lián)芴柗椒?。不過這些對國內(nèi)用戶而言不必?fù)?dān)心，市道購買的電話機(jī)都是支撐這些撥號方法的。交換機(jī)輸出的用戶模塊輸出的一般是4芯線纜，支撐2路一般電話或是一路數(shù)字電話。一般電話輸入線只有兩根線，正常供電為48V直流電壓，在振鈴、摘機(jī)等情況下還會發(fā)生變化，詳細(xì)參閱文末鏈接。但是在銜接時(shí)不必區(qū)別線序，由于電話機(jī)內(nèi)有極性倒換設(shè)備。聽筒線四根線序是：揚(yáng)聲器+、MIC-、MIC+、揚(yáng)聲器-，別離對應(yīng)揚(yáng)聲器和麥克風(fēng)。
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一些朋友會問，關(guān)于六類網(wǎng)線可以運(yùn)行1000M，想購買1000M交換機(jī)作為主網(wǎng)，在一棟樓里，不超過100M，用六類網(wǎng)線設(shè)計(jì)的通用數(shù)據(jù)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(wǎng)絡(luò)的配置。6類網(wǎng)線、6類網(wǎng)線能跑1000米嗎？1000M網(wǎng)絡(luò)，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(wǎng)線跑千兆是可以的。1000M交換機(jī)全稱為1000Mbps網(wǎng)絡(luò)，指的是傳輸速率，并非指帶寬，帶寬單位為MHz.CAT6的標(biāo)準(zhǔn)帶寬為250MHz，四對雙向傳輸輕松達(dá)到1000Mbps.此類是為千兆網(wǎng)量身定作的。使用CAT5E也是沒有錯(cuò)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(wǎng)絡(luò)的要求，因?yàn)樵贑AT 5E方面，這需要高水平的制造要求。