楊浦網(wǎng)絡水晶頭公司
發(fā)布時間：2023-08-20 01:29:45
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嵌入式系統(tǒng)以應用為中心、以計算機技術為基礎、軟件硬件可裁剪、適應了各種應用系統(tǒng)中對功能、可靠性、成本、體積、功耗等的嚴格要求，因此它贏得了巨大的市場，在應用數(shù)量上遠遠超過了各種通用計算機。嵌入式接入Internet是近幾年隨著計算機網(wǎng)絡技術的普及和發(fā)展而發(fā)展起來的一項新興概念和技術，它通過為現(xiàn)有嵌入式系統(tǒng)增加因特網(wǎng)接入能力來擴展其功能，一般指設備通過嵌入式模塊而非PC系統(tǒng)直接接入Internet，以Internet為介質實現(xiàn)信息交互的過程，通常又稱為非PC接入。嵌入式系統(tǒng)利用網(wǎng)絡接口控制芯片實現(xiàn)與網(wǎng)絡的通信功能，成本低，控制方便可靠，滿足系統(tǒng)對通信的要求?？紤]到本身的特點，在大量工業(yè)領域中應用嵌入式設備功能比較單一，在上述網(wǎng)絡接口控制芯片接口程序的基礎上只需要開發(fā)簡化的嵌入式協(xié)議棧，就可滿足許多情況下的應用需求。目前，許多公司和組織致力于將以太網(wǎng)與現(xiàn)場總線實現(xiàn)無縫連接，使以太網(wǎng)越來越向底層延伸。以太網(wǎng)在現(xiàn)場設備中的應用研究和基于以太網(wǎng)的智能芯片的開發(fā)等也日益成為研究的熱點。1 嵌入式接入網(wǎng)的主要方式目前嵌入式系統(tǒng)接入Internet通常有以下兩種主要方式：(1)采用高速的16／32Bit微控制器直接實現(xiàn)TCP/IP協(xié)議，這種方法的實現(xiàn)框圖如圖1所示。這種方式可以使嵌入式系統(tǒng)直接與Internet相連，有很大的靈活性。缺點是占用的系統(tǒng)資源較多，對微控制器的要求也很高，無法在8／16Bit低速微控制器為核心的嵌入式系統(tǒng)上實現(xiàn)。(2)使用嵌入式網(wǎng)關來實現(xiàn)，如圖2所示。各個嵌入式系統(tǒng)首先和網(wǎng)關進行通信，通信方式采用傳統(tǒng)的RS-232、RS-485等，由嵌入式網(wǎng)關負責實現(xiàn)TCP/IP協(xié)議，完成嵌入式系統(tǒng)的信息與Internet的信息交互。這種方案解決了以低速8／16Bit微控制器為核心的嵌入式系統(tǒng)接入Internet的問題。缺點是需要一個專門的嵌入式網(wǎng)關，而且和各個嵌入式系統(tǒng)之間的通信同樣受到速度和距離的限制，這種方法的實現(xiàn)成本將會增加。2 嵌入式系統(tǒng)的組成嵌入式系統(tǒng)包括硬件和軟件兩部分。硬件包括處理器微處理器、存儲器及外設器件和30端口、圖形控制器等。軟件部分包括操作系統(tǒng)軟件（要求實時和多任務操作）和應用程序編程。嵌入式系統(tǒng)的核心是嵌入式微處理器。嵌入式互聯(lián)的目標是嵌入式設備工作在以網(wǎng)絡為中心的環(huán)境中，把“孤立的目標系統(tǒng)”相互連接起來。為適應嵌入式分布處理結構和應用上網(wǎng)需求，嵌入式系統(tǒng)必需配有一種或多種網(wǎng)絡通信接口，使嵌入式微控制器不僅能執(zhí)行傳統(tǒng)的控制功能，而且還能執(zhí)行與連接因特網(wǎng)相關的功能，從而把標準網(wǎng)絡技術（TCP/IP）一直擴展到嵌入設備，由嵌入式系統(tǒng)自身實現(xiàn)Web服務器功能，這是解決嵌入式Internet問題的最佳方案；嵌入式設備接入Intranet/Internet網(wǎng)原則上講，只要實現(xiàn)TCP/IP網(wǎng)絡協(xié)議就可以。針對嵌入式設備連接涉及的兩個關鍵問題即傳送信息的媒質和采用的協(xié)議。最常用的聯(lián)接模式是以太網(wǎng)通信介質的有線連接與TCP/IP協(xié)議。其網(wǎng)絡體系結構與協(xié)議分層如圖1所示。利用網(wǎng)絡接口控制器（NIC-Network InteRFace Controller）來實現(xiàn)物理層和鏈路層協(xié)議，同時微處理器運行嵌入式TCP/IP協(xié)議通信模塊來實現(xiàn)與Intranet/Internet網(wǎng)的連接。一旦這個目標得以實現(xiàn)，就能在網(wǎng)絡環(huán)境下在任何時間從任何地點對位于任何其它地方的系統(tǒng)中的微控制器進行監(jiān)控，利用傳統(tǒng)的Web和因特網(wǎng)機制遠程監(jiān)視數(shù)據(jù)和運行情況控制，而且還能在合適的條件下對系統(tǒng)進行調試、升級和維護。 技術難點分析3．1 發(fā)送數(shù)據(jù)的封裝把一組數(shù)據(jù)發(fā)送到基于TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡上，首要條件是產(chǎn)生符合TCP/IP協(xié)議的數(shù)據(jù)格式。首先從一個物理幀的格式來分析。一個標準的IEEE802.3的物理幀如圖4所示：如果與嵌入式系統(tǒng)的通信只是局限于局域網(wǎng)之中，在物理幀的數(shù)據(jù)域內(nèi)可以直接放置要發(fā)送的數(shù)據(jù)。如果需要和其他的網(wǎng)絡進行通信，在物理幀的數(shù)據(jù)域中需要封裝更高層的協(xié)議，嵌入式系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)據(jù)應該封裝在高層協(xié)議的數(shù)據(jù)域內(nèi)。這些數(shù)據(jù)的層層封裝和物理幀的形成對于速度沒有特殊的要求，普通的低速微控制器完全可以實現(xiàn)。3．2 發(fā)送數(shù)據(jù)的發(fā)送以10M以太網(wǎng)為例說明，發(fā)送數(shù)據(jù)時應該做的工作是，首先對待發(fā)送的數(shù)據(jù)進行曼徹斯特編碼，而后對編碼后的數(shù)據(jù)進行扭曲處理，使發(fā)送的數(shù)據(jù)適合在 10M以太網(wǎng)上傳輸，最后把處理好的數(shù)據(jù)以10M的速度發(fā)送到以太網(wǎng)上。同時，為了保證數(shù)據(jù)的有效發(fā)送，系統(tǒng)還應具有沖突檢測和重發(fā)的功能。從以上的發(fā)送過程可以看出，直接用普通的微控制器是很困難的，應該考慮用其他的方法實現(xiàn)。4 一種嵌入式網(wǎng)絡接口的實現(xiàn)方案基于因特網(wǎng)的嵌入式網(wǎng)絡體系結構實現(xiàn)的核心問題是如何實現(xiàn)嵌入式網(wǎng)絡接口。在眾多實現(xiàn)方案中,以ＭＣＵ為核心的實現(xiàn)方案,雖然實現(xiàn)起來有一定困難,仍因其極低的成本,受到格外重視。在此實現(xiàn)了一種網(wǎng)絡接口芯片與ＭＣＵ相結合的方案,如圖5所示。RTL8019AS與硬件實現(xiàn)以太網(wǎng)接口芯片中,選用RTL8019AS。由臺灣Ｒｅａｌｔｅｋ公司生產(chǎn)的RTL8019AS以太網(wǎng)控制器,由于其優(yōu)良的性能、低廉的價格,使其在市場上的10Ｍｂｐｓ網(wǎng)卡中占有相當?shù)谋壤?。使?051/52兼容單片機實現(xiàn)對RTL8019AS的控制,電路圖如圖6所示。RTL8019AS采用8位數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶€模式(ＩＯＣＳ16接地, ＪＰ接高電平)。Ｐ0口通過地址鎖存器實現(xiàn)地址數(shù)據(jù)復用。Ｐ3.4片選RTL8019AS。數(shù)據(jù)收發(fā)不使用中斷驅動,全部由軟件查詢實現(xiàn)?；刂愤x擇引腳ＩＯＳ[3:0]空,Ｉ/Ｏ基地址為300Ｈ。使用雙絞線為通信介質,所使用的引腳有:ＴＰＩＮ+,ＴＰＩＮ-,ＰＯＵＴ+,ＴＰＯＵＴ-,連入耦合隔離變壓器ＦＢ2022,通過ＲＪ 45插頭實現(xiàn)與網(wǎng)絡的連接。通常ＴＣＰ/ＩＰ是指Ｉｎｔｅｒｎｅｔ協(xié)議簇,而不單單是ＴＣＰ/ＩＰ。因此,在8ｂｉｔＭＣＵ不大的ＲＯＭ空間里,不可能實現(xiàn)所有的ＴＣＰ/ＩＰ協(xié)議?？紤]到嵌入式應用中硬件系統(tǒng)的多樣性,完成特定功能的應用程序也各不相同,因而軟件的設計在保證滿足功能前提下,最好短小,易于被移植,尤其是應用程序與網(wǎng)絡協(xié)議軟件應具備一定的獨立性。因此,選擇ＴＣＰ/ＩＰ作為嵌入式網(wǎng)絡的通信協(xié)議,同時必須對ＴＣＰ/ＩＰ協(xié)議簇根據(jù)實際需要進行必要的刪減,即實現(xiàn)一個ｔｈｉｎＴＣＰ/ＩＰ協(xié)議簇。通常的ｔｈｉｎＴＣＰ/ＩＰ的層次結構與標準的ＴＣＰ/ＩＰ的一樣,也是四層結構(圖7)。以太網(wǎng)接口層主要實現(xiàn)對以太網(wǎng)接口芯片的控制,ＩＰ層根據(jù)實際需要選擇實現(xiàn)ＡＲＰ(地址解析協(xié)議)、ＲＡＲＰ(反向地址解析協(xié)議)、ＩＣＭＰ(因特網(wǎng)控制報文協(xié)議)以及ＩＧＭＰ(網(wǎng)絡組管理協(xié)議)。傳輸層主要由ＴＣＰ(傳輸控制協(xié)議)和ＵＤＰ(用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議)組成,在實際實現(xiàn)時,根據(jù)需要可只實現(xiàn)其中一個。ＣＩＰ(控制信息協(xié)議)是專為控制設備、基于對象的一種方法,它是獨立于特定網(wǎng)絡的應用層協(xié)議,提供了訪問數(shù)據(jù)和控制設備操作的服務集。ＣＩＰ的制定需要根據(jù)具體應用加以考慮,與通常協(xié)議的格式相似,也為“命令+數(shù)據(jù)”模式。
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摘要：介紹了一種基于AX88796B的網(wǎng)絡接口設計。詳細介紹了該網(wǎng)絡芯片的硬件結構和功能特性。創(chuàng)新完成了AX88796B與DSP處理器TMS320C 6722連接的硬件設計和軟件驅動設計。涉及的關鍵技術主要有AX88796B的本地總線連接、物理層網(wǎng)絡驅動的設計、網(wǎng)絡報文的發(fā)送、網(wǎng)絡報文的接收，以及協(xié)議層軟件的開發(fā)。系統(tǒng)完成后與其他網(wǎng)絡設備連接，經(jīng)測試，網(wǎng)絡通信穩(wěn)定可靠，在100 Mb／s的速度，負荷超過90％的情況下，沒有丟包和錯包出現(xiàn)，可以滿足大數(shù)據(jù)量、高速通信的要求。1前言美國TI公司的TMS320C6722是一款主要面向嵌入式應用的高性能32位DSP，它數(shù)據(jù)運算處理能力可達2 000 MIPS和1 500 FLOPS，具有豐富的片上資源，目前已經(jīng)被廣泛應用在各種數(shù)字應用中。AX88796B是由臺灣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自適應的介質訪問層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)標準的以太網(wǎng)控制功能，并且提供發(fā)送隊列功能來增強標準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)硬件設計(1)AX88796B的硬件結構。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、以及電源和時鐘等部件。DSP通過讀寫NE2000寄存器來控制AX88796B的工作狀態(tài)，通過DMA方式與AX88796B的內(nèi)部緩存SRAM進行數(shù)據(jù)交換。芯片自動在SRAM與MAC核之間進行數(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接口可以用來連接串行EEPROM，用于存儲MAC地址，供AX88796B每次初始化時讀取。AX88796B芯片的內(nèi)部結構如圖1所示。(2)系統(tǒng)硬件連接。主控制單元TMS320C6722B與網(wǎng)絡芯片AX88796B的連接方式如圖2所示。TMS320C6722B內(nèi)部為32 b的總線結構，對外擴展EMIF為16 b的寬度，采用異步總線方式可以直接與網(wǎng)絡芯片無縫連接。片選的連接，用EM_CS2連接到網(wǎng)絡的CS，使AX88796B工作在186_l-ike模式，在配置引腳EECK接上拉電阻。本設計沒有連接EEPROM，所有對AX88796B的配置均由TMS320C6722B在初始化時寫入。3 系統(tǒng)的軟件設計AX88796B的網(wǎng)絡驅動程序是TMS320C6722和AX88796B硬件的接口，因此編寫網(wǎng)絡驅動程序模塊應滿足的主要功能有：AX88796B的初始化、報文的接收、報文的發(fā)送；(1)初始化。在AX88796B的初始化過程中除了完成對相關寄存器的定義與賦值外，還要完成對接收緩沖環(huán)的構造。對TMS320C6722B，要完成對應EMIF的設置和中斷的初始化。與網(wǎng)卡有關的初始化如下：(2)報文的接收。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。單片機用輪循方式較多。由于TMS320C6722在此還要進行其他處理，為了提高DSP性能和實時性要求，這里采用中斷方式。當網(wǎng)卡接收到新數(shù)據(jù)包時進入中斷，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，并啟動遠端DMA讀命令，通過讀取4個信息字節(jié)得到待讀取數(shù)據(jù)包的長度、接收狀態(tài)和下一個將被讀的頁的指針信息。然后通過遠端DMA讀命令，將數(shù)據(jù)包從網(wǎng)卡sram中讀入TMS320C6722內(nèi)存中，并更新讀頁指針寄存器bnr-y，DSP每從網(wǎng)卡內(nèi)存中讀走一頁數(shù)據(jù)，bnry便加一，這需要通過程序實現(xiàn)。網(wǎng)卡通過cpr將接收到的數(shù)據(jù)包寫入接收緩沖區(qū)，每寫完一頁，cpr將自動加一，當加到最后的空頁(這里是 pstop=0x80)時，cpr將自動恢復為接收緩沖區(qū)的首頁(pstart=Ox4c)。網(wǎng)卡接收關鍵性代碼如下：(3)報文的發(fā)送。報文的發(fā)送過程就是調用寫網(wǎng)卡函數(shù)，將報文發(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，即將報文發(fā)送。dsp通過遠端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]，然后啟動遠端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，啟動發(fā)送命令就可將數(shù)據(jù)包發(fā)送到網(wǎng)絡上。網(wǎng)卡發(fā)送的關鍵代碼如下：4 結語：在如上所述的底層硬件和軟件設計基礎上，完成了UDP和TCP／IP協(xié)議棧的軟件，系統(tǒng)主要使用這2個協(xié)議進行網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸。長期的系統(tǒng)在線驗證證明，在TMS320C6722上擴展的網(wǎng)絡接口AX88796B，傳輸可靠，性能穩(wěn)定，在100 Mb／s的速度，負荷超過90％的情況下，沒有丟包和錯包出現(xiàn)?？梢姡瑢@種只有異步總線，又需要網(wǎng)絡大數(shù)據(jù)量傳輸?shù)膽?，該設計是可行的。
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RJ45連接器由插頭(連接器、水晶頭)和插座(模塊)組成，插頭有8個凹槽和8個觸點，水晶頭要求RJ45具有良好的導電性能;觸點三叉簧鍍金厚度為50μm，符合超5級傳輸標準，符合T568A和T568B線序。必須防止松動,插頭拔掉,自鎖和其他功能,RJ45插座經(jīng)常使用防滑插頭護套,用于保護插頭,防打滑,容易堵塞,另外,它有多種顏色選擇,可以提供相同的顏色作為嵌入式圖標,以便促進正確的連接。RJ45連接器應具有低而穩(wěn)定的接觸阻抗。連接器的接觸電阻從幾毫歐姆到幾十毫歐姆不等，電阻值主要受接觸材料、正壓、表面狀態(tài)、使用中的電壓和電流等因素影響。RJ45連接器的插頭不是屏蔽的就是屏蔽的。屏蔽型RJ45連接器插頭由屏蔽包層覆蓋，外觀與非屏蔽型插頭相同。適用于各種設備/場景:知名攝影設備的視頻和功率傳輸和無線圖像傳輸設備。一般電話連接器屬于RJ11,公司在美國的開始開發(fā)插件的通用名稱,原名WExW外觀6針,WE6W使用所有6個聯(lián)系人,和WE2W只用中間兩針,后來成為一個RJ系列連接器。
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RJ45網(wǎng)絡連接器在應力釋放實驗中得出以下結論：（1） 將RJ45網(wǎng)絡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。這表明準確預測應力釋放是連接器規(guī)劃的關鍵。（2）RJ45網(wǎng)絡連接器當測量數(shù)據(jù)和溫度之間存在一定的相關性時，將現(xiàn)有數(shù)據(jù)線性推送到更長的測試時間通常是有用的。不足之處在于，當實驗時間超過正點時，有時會出現(xiàn)坡度轉彎，其功能在其他溫度下無法預測。（3）當應力作為試驗時間的函數(shù)時，通常會發(fā)現(xiàn)斜率發(fā)生變化。因此，測試時間應適當延長，以獲得該數(shù)據(jù)。（4） 在一個例子中，在繪制不同溫度下的數(shù)據(jù)曲線時，這些參數(shù)非常有用。這種方法對于猜測已完成和估計的短期實驗的兩個溫度之間的數(shù)據(jù)函數(shù)也非常有用，從而模擬數(shù)據(jù)的長期函數(shù)。如果超過測試溫度標度，則不能將其用于計算。（5 RJ45網(wǎng)絡連接器可以結合這兩種方法重新檢查計算值。
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普普通通的一款網(wǎng)絡綜合布線產(chǎn)品會給布線大神們帶來方便，在布線過程中最撓人的莫過于網(wǎng)絡跳線不夠長，你接也不是，不接也浪費。這時候就需要網(wǎng)絡綜合布線產(chǎn)品中的網(wǎng)絡直通頭來緩解了。網(wǎng)絡直通頭的出現(xiàn)解決了一部分人對于網(wǎng)線不夠長，方便了一部分不想拆分網(wǎng)線的，即插即用的特點帶來了極大的便捷！此款網(wǎng)絡直通頭雖然不能達到最高的傳輸效果，但是也能達到國際電工協(xié)會IEC 60603-7-51標準。這款網(wǎng)絡直通頭外殼采用的是環(huán)保PC新料創(chuàng)新注塑而成，安全可靠。PCB板的采用也是加厚型，能夠更加堅固耐用。此款直通模塊的具體細節(jié)分解：1.PC主體；2.PCB線路板；3.針芯整體；4.RJ45接口；5.卡扣網(wǎng)絡直通頭一般采用的是8P8C設計方式，滿足通用RJ45接口。這種大眾型網(wǎng)絡直通頭在類別也是有超五類、六類、超六類之分，每一類別都是可以達到國際標準。能夠讓鏈接的兩頭跳線穩(wěn)定傳輸。要說此網(wǎng)絡直通頭是否有缺點，是否能夠真正做到穩(wěn)定傳輸數(shù)據(jù)，小編認為不一定的，這種是屬于非屏蔽直通頭，很容易受到外界的干擾，不能完全的確保穩(wěn)定的傳輸數(shù)據(jù)，容易掉包，丟包等現(xiàn)象。