溫嶺網(wǎng)絡(luò)連接器圖片
發(fā)布時(shí)間：2022-02-04 01:46:03
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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(kāi)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(xiě)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(xiě)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(xiě)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(xiě)入rsar[0，1]寄存器，數(shù)據(jù)包的開(kāi)始4字節(jié)寫(xiě)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(xiě)入接收緩沖區(qū)，每寫(xiě)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(xiě)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(xiě)入rsar[O，1]和 rbcr[0，1]，然后啟動(dòng)遠(yuǎn)端dma寫(xiě)命令即可將數(shù)據(jù)包寫(xiě)入網(wǎng)卡內(nèi)存，此后將字節(jié)數(shù)寫(xiě)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)。可見(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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嵌入式系統(tǒng)以應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、軟件硬件可裁剪、適應(yīng)了各種應(yīng)用系統(tǒng)中對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗等的嚴(yán)格要求，因此它贏得了巨大的市場(chǎng)，在應(yīng)用數(shù)量上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了各種通用計(jì)算機(jī)。嵌入式接入Internet是近幾年隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及和發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新興概念和技術(shù)，它通過(guò)為現(xiàn)有嵌入式系統(tǒng)增加因特網(wǎng)接入能力來(lái)擴(kuò)展其功能，一般指設(shè)備通過(guò)嵌入式模塊而非PC系統(tǒng)直接接入Internet，以Internet為介質(zhì)實(shí)現(xiàn)信息交互的過(guò)程，通常又稱為非PC接入。嵌入式系統(tǒng)利用網(wǎng)絡(luò)接口控制芯片實(shí)現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)的通信功能，成本低，控制方便可靠，滿足系統(tǒng)對(duì)通信的要求?？紤]到本身的特點(diǎn)，在大量工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用嵌入式設(shè)備功能比較單一，在上述網(wǎng)絡(luò)接口控制芯片接口程序的基礎(chǔ)上只需要開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)化的嵌入式協(xié)議棧，就可滿足許多情況下的應(yīng)用需求。目前，許多公司和組織致力于將以太網(wǎng)與現(xiàn)場(chǎng)總線實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接，使以太網(wǎng)越來(lái)越向底層延伸。以太網(wǎng)在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中的應(yīng)用研究和基于以太網(wǎng)的智能芯片的開(kāi)發(fā)等也日益成為研究的熱點(diǎn)。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(shí)現(xiàn)TCP/IP協(xié)議，這種方法的實(shí)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(diǎn)是占用的系統(tǒng)資源較多，對(duì)微控制器的要求也很高，無(wú)法在8／16Bit低速微控制器為核心的嵌入式系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)。(2)使用嵌入式網(wǎng)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)，如圖2所示。各個(gè)嵌入式系統(tǒng)首先和網(wǎng)關(guān)進(jìn)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(guān)負(fù)責(zé)實(shí)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(wèn)題。缺點(diǎn)是需要一個(gè)專門(mén)的嵌入式網(wǎng)關(guān)，而且和各個(gè)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(shí)現(xiàn)成本將會(huì)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(chǔ)器及外設(shè)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(shí)時(shí)和多任務(wù)操作）和應(yīng)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(biāo)是嵌入式設(shè)備工作在以網(wǎng)絡(luò)為中心的環(huán)境中，把“孤立的目標(biāo)系統(tǒng)”相互連接起來(lái)。為適應(yīng)嵌入式分布處理結(jié)構(gòu)和應(yīng)用上網(wǎng)需求，嵌入式系統(tǒng)必需配有一種或多種網(wǎng)絡(luò)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(guān)的功能，從而把標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（TCP/IP）一直擴(kuò)展到嵌入設(shè)備，由嵌入式系統(tǒng)自身實(shí)現(xiàn)Web服務(wù)器功能，這是解決嵌入式Internet問(wèn)題的最佳方案；嵌入式設(shè)備接入Intranet/Internet網(wǎng)原則上講，只要實(shí)現(xiàn)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議就可以。針對(duì)嵌入式設(shè)備連接涉及的兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題即傳送信息的媒質(zhì)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(zhì)的有線連接與TCP/IP協(xié)議。其網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議分層如圖1所示。利用網(wǎng)絡(luò)接口控制器（NIC-Network InteRFace Controller）來(lái)實(shí)現(xiàn)物理層和鏈路層協(xié)議，同時(shí)微處理器運(yùn)行嵌入式TCP/IP協(xié)議通信模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)與Intranet/Internet網(wǎng)的連接。一旦這個(gè)目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)，就能在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下在任何時(shí)間從任何地點(diǎn)對(duì)位于任何其它地方的系統(tǒng)中的微控制器進(jìn)行監(jiān)控，利用傳統(tǒng)的Web和因特網(wǎng)機(jī)制遠(yuǎn)程監(jiān)視數(shù)據(jù)和運(yùn)行情況控制，而且還能在合適的條件下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試、升級(jí)和維護(hù)。 技術(shù)難點(diǎn)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(luò)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(gè)物理幀的格式來(lái)分析。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)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(luò)進(jìn)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(yīng)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(duì)于速度沒(méi)有特殊的要求，普通的低速微控制器完全可以實(shí)現(xiàn)。3．2 發(fā)送數(shù)據(jù)的發(fā)送以10M以太網(wǎng)為例說(shuō)明，發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)該做的工作是，首先對(duì)待發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行曼徹斯特編碼，而后對(duì)編碼后的數(shù)據(jù)進(jìn)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(shí)，為了保證數(shù)據(jù)的有效發(fā)送，系統(tǒng)還應(yīng)具有沖突檢測(cè)和重發(fā)的功能。從以上的發(fā)送過(guò)程可以看出，直接用普通的微控制器是很困難的，應(yīng)該考慮用其他的方法實(shí)現(xiàn)。4 一種嵌入式網(wǎng)絡(luò)接口的實(shí)現(xiàn)方案基于因特網(wǎng)的嵌入式網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的核心問(wèn)題是如何實(shí)現(xiàn)嵌入式網(wǎng)絡(luò)接口。在眾多實(shí)現(xiàn)方案中,以ＭＣＵ為核心的實(shí)現(xiàn)方案,雖然實(shí)現(xiàn)起來(lái)有一定困難,仍因其極低的成本,受到格外重視。在此實(shí)現(xiàn)了一種網(wǎng)絡(luò)接口芯片與ＭＣＵ相結(jié)合的方案,如圖5所示。RTL8019AS與硬件實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)接口芯片中,選用RTL8019AS。由臺(tái)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(jià)格,使其在市場(chǎng)上的10Ｍｂｐｓ網(wǎng)卡中占有相當(dāng)?shù)谋壤?。使?051/52兼容單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)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(guò)地址鎖存器實(shí)現(xiàn)地址數(shù)據(jù)復(fù)用。Ｐ3.4片選RTL8019AS。數(shù)據(jù)收發(fā)不使用中斷驅(qū)動(dòng),全部由軟件查詢實(shí)現(xiàn)。基地址選擇引腳ＩＯＳ[3:0]空,Ｉ/Ｏ基地址為300Ｈ。使用雙絞線為通信介質(zhì),所使用的引腳有:ＴＰＩＮ+,ＴＰＩＮ-,ＰＯＵＴ+,ＴＰＯＵＴ-,連入耦合隔離變壓器ＦＢ2022,通過(guò)ＲＪ 45插頭實(shí)現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)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(shí)現(xiàn)所有的ＴＣＰ/ＩＰ協(xié)議?？紤]到嵌入式應(yīng)用中硬件系統(tǒng)的多樣性,完成特定功能的應(yīng)用程序也各不相同,因而軟件的設(shè)計(jì)在保證滿足功能前提下,最好短小,易于被移植,尤其是應(yīng)用程序與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件應(yīng)具備一定的獨(dú)立性。因此,選擇ＴＣＰ/ＩＰ作為嵌入式網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議,同時(shí)必須對(duì)ＴＣＰ/ＩＰ協(xié)議簇根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行必要的刪減,即實(shí)現(xiàn)一個(gè)ｔｈｉｎＴＣＰ/ＩＰ協(xié)議簇。通常的ｔｈｉｎＴＣＰ/ＩＰ的層次結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)的ＴＣＰ/ＩＰ的一樣,也是四層結(jié)構(gòu)(圖7)。以太網(wǎng)接口層主要實(shí)現(xiàn)對(duì)以太網(wǎng)接口芯片的控制,ＩＰ層根據(jù)實(shí)際需要選擇實(shí)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(bào)文協(xié)議)以及ＩＧＭＰ(網(wǎng)絡(luò)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(bào)協(xié)議)組成,在實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí),根據(jù)需要可只實(shí)現(xiàn)其中一個(gè)。ＣＩＰ(控制信息協(xié)議)是專為控制設(shè)備、基于對(duì)象的一種方法,它是獨(dú)立于特定網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用層協(xié)議,提供了訪問(wèn)數(shù)據(jù)和控制設(shè)備操作的服務(wù)集。ＣＩＰ的制定需要根據(jù)具體應(yīng)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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關(guān)于網(wǎng)線的基本知識(shí)掃盲，本文教您認(rèn)識(shí)網(wǎng)線、網(wǎng)線的種類，網(wǎng)線的接法，水晶頭的快速制作，以及一些與網(wǎng)線有關(guān)的常見(jiàn)問(wèn)題。一、網(wǎng)線的種類。我們常見(jiàn)的網(wǎng)線有雙絞線、同軸電纜、光纜(光纖)等。接頭通常我們通常叫做水晶頭，接口為RJ45接口，它又有STP和UTP兩種，我們常用的是UTP。首先說(shuō)到雙絞線，就是我們平常使用的那種一塊錢一米的普通網(wǎng)線，通常雙絞線都是8根線，為了減少信號(hào)衰減、以及讓傳輸?shù)木嚯x更遠(yuǎn)一些，所以每2根絞在一起，組成了4對(duì)，即為雙絞線。這種普通網(wǎng)線的理論最遠(yuǎn)的傳輸距離是100-150米。網(wǎng)線的芯的粗細(xì)、含銅量，決定了網(wǎng)線的傳輸距離，一般來(lái)講，越粗、含銅越高，質(zhì)量越好。其次雙絞線又分為STP和UTP，STP即“屏蔽雙絞線|，其中有金屬隔膜，可減少信號(hào)干擾，但價(jià)格較貴，一般幾塊錢一米甚至十幾塊。而UTP呢就是“非屏蔽雙絞線”，也就是沒(méi)有這層隔離膜，所以質(zhì)量遠(yuǎn)不如STP，這種線一般也就一塊錢一米。除了雙絞線外，還有更好的同軸電纜，以及目前我們最喜歡的光纖了。同軸電纜，是由一層層的絕緣線包裹著中央銅導(dǎo)體的電纜線。它的特點(diǎn)是抗干擾能力好，傳輸數(shù)據(jù)穩(wěn)定，價(jià)格也便宜，同樣被廣泛使用，如閉路電視線等。同軸細(xì)電纜線一般市場(chǎng)售價(jià)幾元一米，不算太貴。同軸電纜用來(lái)和BNC頭相連，市場(chǎng)上賣的同軸電纜線一般都是已和BNC頭連接好了的成品，大家可直接選用。光纜，也就是光纖，補(bǔ)充下，很多人念”光千“，正確的是念”光鮮“，我以前也經(jīng)常犯這個(gè)錯(cuò)誤。光纖也就不用我多說(shuō)了，是目前最理想的傳輸線纜。二、網(wǎng)線的線序現(xiàn)在流傳最廣的，就是100M網(wǎng)線頭的卡法。將網(wǎng)線頭有卡的那一面朝下，有銅片的那一端朝外，從左面開(kāi)始數(shù)起，分為12345678。橙白、橙、藍(lán)白、綠、綠白、藍(lán)、棕白、棕。這是百兆的標(biāo)準(zhǔn)線序。三、網(wǎng)線是8根全有用嗎?不是。網(wǎng)絡(luò)的傳輸只會(huì)用到其中的4根。按著上面說(shuō)的順序，1、2、3、6，網(wǎng)絡(luò)傳輸只使用這4根。也就是說(shuō)，我們只使用其中的4條線，同樣可以實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)的目的。四、我把網(wǎng)線中的4根用來(lái)聯(lián)網(wǎng)，剩下的4根當(dāng)電話線用，可以不?當(dāng)然可以。在裝修的時(shí)候，建議您先布網(wǎng)線，這樣您可以選擇的余地就大了很多。五、網(wǎng)線可以接頭不?可以。但是不建議。因?yàn)檫@樣會(huì)加強(qiáng)一些信號(hào)的衰減，會(huì)影響傳輸距離。有兩種接頭方法，一種是可以拔插的連接器，如下圖。另一種就是直接像接電線那樣擰在一起即可，不過(guò)要注意順序，不能亂接，而且穩(wěn)定性也不高。六、在戶外和室內(nèi)用的網(wǎng)線上有說(shuō)法嗎?有的，戶外布線，建議您使用戶外網(wǎng)線，戶外網(wǎng)線在外皮上會(huì)有些不同，有的戶外網(wǎng)線，里面還會(huì)多一根線，叫做拉筋，用來(lái)保持網(wǎng)線遇到強(qiáng)烈的外力的時(shí)候，里面的線不會(huì)斷。七、終極教程：水晶頭的做法。做水晶頭，首先得有一把壓線鉗，最前端是剝線口，它用來(lái)剝開(kāi)雙絞線外殼。中間是壓制RJ-45頭工具槽，這里可將RJ-45頭與雙絞線合成。離手柄是鋒利的切線刀，此處可以用來(lái)切斷雙絞線。網(wǎng)線的做法有兩種標(biāo)準(zhǔn)，568A和568B，文章開(kāi)頭圖片展示的是568B的線序。標(biāo)準(zhǔn)568A：綠白-1，綠-2，橙白-3，藍(lán)-4，藍(lán)白-5，橙-6，棕白-7，棕-8。標(biāo)準(zhǔn)568B：橙白-1，橙-2，綠白-3，藍(lán)-4，藍(lán)白-5，綠-6，棕白-7，棕-8。在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)布線中應(yīng)用一種布線方式，但兩端都有RJ45端頭的網(wǎng)絡(luò)連線無(wú)論是采用端接方式A，還是端接方式B，在網(wǎng)絡(luò)中都是通用的。實(shí)際應(yīng)用中，大多數(shù)都使用T568B的標(biāo)準(zhǔn)，通常認(rèn)為該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電磁干擾的屏蔽更好。如果是計(jì)算機(jī)與交換機(jī)或HUB相連，則兩頭都做568a，或兩頭都做568b。如果是兩臺(tái)計(jì)算機(jī)互連或ADSL MODEM與HUB連接，則需要一頭做568a，另一頭做568b，也就是常說(shuō)的1和3，2和6互換了。另外，計(jì)算機(jī)通訊只使用1，3，2，6這四根線(也就是橙白、橙、綠白、綠，分別對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)568A及標(biāo)準(zhǔn)568B線序即可)，因此，可以用其他4根作電話線，以節(jié)約布線成本。
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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(kāi)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(xiě)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(xiě)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(xiě)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(xiě)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(kāi)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(xiě)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(xiě)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(xiě)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(xiě)入地址1FFF 且AUTOINC 置1, 則寫(xiě)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(xiě)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(xiě)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(xiě)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(jiàn)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(xiě)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(xiě)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(kāi)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(xiě)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(xiě)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(méi)有過(guò)濾掉的數(shù)據(jù)包將寫(xiě)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(xiě)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(xiě)指針ERXWRPT 自動(dòng)遞增。
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路由器是一種負(fù)責(zé)尋徑的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，它在互連網(wǎng)絡(luò)中從多條路徑中尋找通訊量最少的一條網(wǎng)絡(luò)路徑提供給用戶通信。路由器有兩大典型功能，即數(shù)據(jù)通道功能和控制功能。數(shù)據(jù)通道功能包括轉(zhuǎn)發(fā)決定、背板轉(zhuǎn)發(fā)以及輸出鏈路調(diào)度等，一般由特定的硬件來(lái)完成?？刂乒δ芤话阌密浖?lái)實(shí)現(xiàn)，包括與相鄰路由器之間的信息交換、系統(tǒng)配置、系統(tǒng)管理等。交換是一個(gè)涵義廣泛的詞語(yǔ)，當(dāng)它被用來(lái)描述數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)第二層的設(shè)備時(shí)，實(shí)際指的是一個(gè)橋接設(shè)備。而當(dāng)它被用來(lái)描述數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)第三層的設(shè)備時(shí)，又指的是一個(gè)路由設(shè)備。即交換機(jī)和路由器都可用來(lái)交換網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，只是所交換的網(wǎng)絡(luò)層次不同。同時(shí)交換機(jī)和路由器都可以用來(lái)上網(wǎng)，都是用來(lái)擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的。傳統(tǒng)的交換機(jī)只能分割沖突域，不能分割廣播域；而路由器可以分割廣播域。由交換機(jī)連接的網(wǎng)段仍屬于同一個(gè)廣播域，廣播數(shù)據(jù)包會(huì)在交換機(jī)連接的所有網(wǎng)段上傳播，在某些情況會(huì)導(dǎo)致通信擁護(hù)和安全漏洞。連接到路由器上的網(wǎng)段會(huì)被分配成不同的廣播域，廣播數(shù)據(jù)不會(huì)穿過(guò)路由器。雖然第三層以上交換機(jī)具有VLAN功能，也可以分割廣播域，但是各子廣播域之間是不能通信交流的，它們之間的交流仍然需要路由器。路由器提供了防火墻的服務(wù)，它僅僅轉(zhuǎn)發(fā)特定地址的數(shù)據(jù)包，不傳送不支持路由協(xié)議的數(shù)據(jù)包傳送和求知目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的傳送，從而可以防止廣播風(fēng)暴。
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電話水晶頭顧名思義就是用于連接電話線的一種能沿固定方向插入并自動(dòng)防止脫落的塑料接頭，專業(yè)叫連接器連接器 的供應(yīng)商。它的外表晶瑩透亮，故叫做水晶頭。它適用于設(shè)備間或水平系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)端接，外殼采用高密度聚乙烯為材料制作而成。電話水晶頭的認(rèn)知例如，我們常見(jiàn)的電話線的水晶頭，如果能放進(jìn)6根芯線，只有2個(gè)金片就叫6P2C，其他以此類推了。電話線一般使用2P2C或者4P2C的，當(dāng)然6P2C、6P4C、4P4C也一樣能用。參數(shù)：用于24~28 AWG多蕊線及單蕊線。1、電氣特性：A.耐電壓測(cè)試 1000V/DC B.絕緣阻抗 大於500MΩ（百萬(wàn)歐姆）C.接觸阻抗 不大於20mΩ(毫歐姆)2、機(jī)械特性：A.拉久測(cè)試－電纜至插座張力強(qiáng)度至少20磅(89N)B.耐久測(cè)試－插拔測(cè)試2000次以上3、電鍍測(cè)試儀器：紅外線測(cè)試儀。4、使用溫度范圍： -40。C~+125。5、材質(zhì)及表面處理：A.PC原料－防火等級(jí)94V2 &94V0 (UL No. E50075)B.高強(qiáng)力銅合金{ JIS C5191R-H(PBR-2)}標(biāo)準(zhǔn)材料。C.電鍍規(guī)格為100 microinches 鍍鎳，并在接觸點(diǎn)鍍金。6、鍍金檢驗(yàn)：依據(jù)MIL-G-45204C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，TYPE II (最少99%純金量)、等級(jí)C+(KNOOP HARDNESS RANGE 130-250)、等級(jí)1(最少量50 microinches厚度)