CN103391329A

CN103391329A - 一种接口模块及其支持多接口标准的方法

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Publication number: CN103391329A
Application number: CN2013102933634A
Authority: CN
Inventors: 陈彪
Original assignee: Hisense Broadband Multimedia Technology Co Ltd
Current assignee: Hisense Broadband Multimedia Technology Co Ltd
Priority date: 2013-07-12
Filing date: 2013-07-12
Publication date: 2013-11-13
Anticipated expiration: 2033-07-12
Also published as: CN103391329B

Abstract

本发明公开了一种接口模块及其支持多接口标准的方法，其中，该接口模块包括：PHY芯片和MCU；其中，所述MCU根据存储的多个不同模式的接口标准的信息，对PHY芯片进行接口标准设置、连接尝试：所述MCU向所述PHY芯片发送携带一接口标准的信息的设置指令；所述PHY芯片根据接收的设置指令进行接口标准设置；所述MCU在设定时间段内，根据从所述PHY芯片获取的主机侧连接参数的检测结果和节点侧连接参数的检测结果，判断出此次连接尝试结果；若判断出此次连接尝试结果为失败，则所述MCU继续下一次接口标准设置、连接尝试。本发明的接口模块可以支持多个模式接口标准的网络节点，降低了局域网的复杂度、以及组网成本。

Description

一种接口模块及其支持多接口标准的方法

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种接口模块及其支持多接口标准的方法。

背景技术

随着社会的发展，企事业单位、组织团体、和个人家庭等为了共享各自内部的设备装置和数据资源，并提高效率，广泛地部署了局域网。

目前，以采用以太网技术标准部署的局域网最为普遍，且通常采用如图1a所示的星形拓扑结构。一个局域网包括多个网络节点，多个网络节点中存在一个核心节点101，本文中将核心节点以外的网络节点简称为普通节点102；核心节点101与每个普通节点102相连接，任意两个普通节点102之间没有直接连接关系。核心节点101可以为交换机，用于在本局域网中任意两个普通节点102之间传输数据，或者与别的局域网中的核心节点建立连接后，在本局域网中任一普通节点102与别的局域网中任一普通节点之间传输数据；普通节点102可以是服务器、电脑终端、打印机、视频设备、路由器等，用于处理各自业务的数据。

其中，核心节点101的内部结构框图如图1b所示，包括主机111和接口模块112；核心节点101中的接口模块112与普通节点102之间通常采用双绞线进行连接，双绞线中应用最广泛的为UTP-5(Unshielded Twisted Pair-5，5类非屏蔽双绞线)，UTP-5的最大传输距离为100米。接口模块112用于建立主机111与普通节点102之间的连接，之后在主机111与普通节点102之间传输数据。

其中，接口模块112的内部结构框图如图1c所示，包括：物理层芯片121、主机侧插头122和网线插口123。其中，物理层芯片121包括：主机侧接口和网线侧接口。物理层芯片121的主机侧接口用于与接口模块112的主机侧插头122相连接，主机侧插头122插在核心节点101中的主机111中对应的插槽中；物理层芯片121的网线侧接口与网线插口123相连接；网线插口123可以为RJ45插口，用以插入RJ45插头，该RJ45插头通过双绞线与普通节点102相连接。物理层芯片121用于建立主机111与普通节点102之间的连接，之后在主机111与普通节点102之间传输数据。

目前，市场上常见的局域网的接口模块112的各个模式的接口标准如下表1所示：

表1

其中，base是baseband的缩写表示基带传输，T（Twisted Pair）表示传输介质为双绞线，X为extended specification的缩写，即扩展规范；各传输速率中的Mbps为Million bits per second的缩写，即兆位/秒；主机接口中的SGMII为serial gigabit media independent interface的缩写，即串行千兆位媒质独立接口，SERDES为SERializer（串行器)/DESerializer（解串器)的简称。100base-TX为100Mbps baseband-Twisted Pair extended specification的缩写，即百兆基带双绞线扩展规范以太网的模式；1000base-T为1000Mbps baseband-Twisted Pair的缩写，即千兆基带双绞线以太网的模式；10/100/1000自适应为10base-T/100base-TX/1000base-T自适应的缩写，即十兆/百兆/千兆基带双绞线自适应以太网的模式，其中，10base-T为10Mbps baseband-Twisted Pair的缩写。

目前，现有的接口模块112通常包括一个物理层芯片121及其外围电路，其只能支持一个模式的接口标准，无法支持多个不同模式的接口标准。因此如图1d所示，当一个局域网中，存在多个不同模式的接口标准（例如A模式的接口标准、B模式的接口标准和C模式的接口标准）的普通节点102时，需要在核心节点101处分别配置不同种类的接口模块112来连接普通节点102。或者，对于多个不同模式的接口标准的核心节点101，也往往需要配置不同种类的接口模块112。

因此，现有接口模块的兼容性较差，导致包含不同模式接口标准网络节点的局域网的复杂度较高、组网成本高。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种接口模块及其支持多接口标准的方法，用以实现一种接口模块即可支持局域网中多个不同模式接口标准的网络节点，从而降低了开发并使用局域网的复杂度，降低了局域网的组网成本。

根据本发明的一个方面，提供了一种接口模块，包括：PHY芯片和MCU；其中，

所述MCU在所述接口模块上电后，对所述PHY芯片进行初始化；并根据存储的多个不同模式的接口标准的信息，对PHY芯片进行至少一次接口标准设置、连接尝试；

在所述MCU对PHY芯片进行一次接口标准设置、连接尝试过程中：所述MCU按设定策略获取一个接口标准的信息后，向所述PHY芯片发送携带该接口标准的信息的设置指令；所述PHY芯片根据接收的设置指令进行接口标准设置；所述MCU在设定时间段内，从所述PHY芯片获取主机侧连接参数的检测结果和节点侧连接参数的检测结果，并比较两个检测结果，若根据比较结果判断出此次连接尝试结果为失败，则所述MCU继续下一次接口标准设置、连接尝试。

进一步，本发明提供的接口模块还包括：与所述PHY芯片的网线侧接口相连的网线插口；以及与所述PHY芯片的主机侧接口相连的主机侧插头。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种接口模块支持多接口标准的方法，包括：

接口模块上电后，其MCU对所述接口模块中PHY芯片进行初始化；所述MCU根据存储的多个不同模式的接口标准的信息，对PHY芯片进行至少一次接口标准设置、连接尝试；

较佳地，所述MCU按设定策略获取一个接口标准的信息具体为：

所述MCU按照不同模式接口标准的信息的存储顺序，获取存储顺序与本次连接尝试的顺序相一致的接口标准的信息。

较佳地，所述主机侧连接参数具体包括：主机侧的连接状态、连接速度和双工模式；以及，

所述节点侧连接参数具体包括：节点侧的连接状态、连接速度和双工模式。

较佳地，所述判断出此次连接尝试结果为失败，具体包括：

将所述主机侧的连接状态、连接速度和双工模式的检测结果，分别与所述节点侧的连接状态、连接速度和双工模式的检测结果相比较；

判断所述主机侧的连接状态、连接速度和双工模式的检测结果，是否分别与所述节点侧的连接状态、连接速度和双工模式的检测结果相同，且所述主机侧的连接状态的检测结果和所述节点侧的连接状态的检测结果是否均为连通；若判断结果为是，则判断出此次连接尝试结果为成功，否则判断出此次连接尝试结果为失败。

进一步，在所述比较两个检测结果之后，还包括：

所述MCU若根据所述比较结果判断出此次连接尝试结果为成功，则周期性地从所述PHY芯片获取当前主机侧的连接状态的检测结果和节点侧的连接状态的检测结果，并判断获取的两个检测结果是否均为连通；若判断结果为否，则所述MCU进行下一次接口标准设置、连接尝试。

较佳地，所述不同模式的接口标准包括：100base-TX模式的接口标准、1000base-T模式的接口标准和10/100/1000自适应模式的接口标准。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种核心节点，包括：主机和与其相连接的多个本发明提供的接口模块；其中，所述主机中包括：处理器和多个分别与各接口模块的主机侧插头相连的MAC芯片；其中，所述处理器和所述多个MAC芯片通过总线相连。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种局域网，包括核心节点和与其相连接的多个普通节点；其中，所述核心节点包括：主机和与所述主机相连接的多个本发明提供的接口模块；其中，所述主机包括：处理器和多个分别与各接口模块的主机侧插头相连的MAC芯片；其中，所述处理器和所述多个MAC芯片通过总线相连。

本发明的技术方案，利用接口模块中的MCU对接口模块中的PHY芯片进行多个不同模式的接口标准设置、连接尝试，使得同一种接口模块就可以支持局域网中多个不同模式的接口标准的网络节点，提高了接口模块的兼容性，可以用本发明的接口模块替代现有的多种接口模块，降低了局域网的复杂度、以及组网成本。

附图说明

图1a为星形拓扑结构的局域网的架构示意图；

图1b为现有技术方案的核心节点的内部结构框图；

图1c为现有技术方案的接口模块的内部结构框图；

图1d为现有技术方案的局域网的架构示意图；

图2a为本发明实施例的局域网的架构示意图；

图2b为本发明实施例的核心节点的内部结构框图；

图2c为本发明实施例的接口模块的内部结构框图；

图2d为本发明实施例的主机的内部结构框图；

图3为本发明实施例的MCU对PHY芯片进行一次接口标准设置、连接尝试的方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。

本发明的发明人注意到，目前市场上已经出现了可以支持多个不同模式接口标准的PHY芯片（物理层芯片），因此，考虑到可以利用这种PHY芯片设计出支持多个不同模式接口标准的接口模块，以较小的成本代价提高接口模块的兼容性。从而，一种接口模块即可支持多个不同模式接口标准的网络节点，一种接口模块即可替代现有的多种接口模块，降低了局域网的复杂度、以及局域网的组网成本。

下面结合附图详细说明支持多个不同模式的接口标准的局域网、核心节点、主机和接口模块，及接口模块支持多个不同模式的接口标准的方法。

本发明的实施例提供的一种可以支持多个不同模式的接口标准的局域网的架构图，如图2a所示，可以包括：核心节点201和多个分别与核心节点201相连接的普通节点102。

核心节点201的内部结构框图，如图2b所示，可以包括：主机211和多个与主机211相连接的接口模块212。

接口模块212的内部结构框图，如图2c所示，包括：PHY芯片221、主机侧插头222、网线插口223和MCU（Micro Control Unit，微控制单元）224。

主机211的内部结构框图，如图2d所示，可以包括：处理器241，以及多个分别与各接口模块212的主机侧插头222相连的MAC（Medium/MediaAccess Control，介质访问控制）芯片242；处理器241与多个MAC芯片242通过总线相连。

上述接口模块212中，PHY芯片221包括主机侧接口和网线侧接口。PHY芯片221的主机侧接口用于与接口模块212的主机侧插头222相连接，接口模块212的主机侧插头222插在主机211中对应的插槽中；

PHY芯片221的主机侧接口可以复用为多种标准的主机接口，例如，通过设置PHY芯片221中的主机侧接口的相关参数，可以将PHY芯片221的主机侧接口设置为SGMII接口或者SERDES接口；

PHY芯片221的网线侧接口与网线插口223相连接；网线插口223可以是RJ45插口，用以插入RJ45插头，该RJ45插头通过双绞线与普通节点102相连接；

PHY芯片221与MCU224通过MDIO（ManagementDataInput/Output，管理数据输入输出）总线连接；其中，MDIO总线包括一条时钟线和一条数据线。

本发明的实施例还提供了接口模块212支持多个不同模式的接口标准的方法，包括：接口模块212上电后，MCU224进行初始化；之后，MCU224对PHY芯片221进行初始化，例如，复位和管脚配置等；MCU224根据存储的多个不同模式的接口标准的信息，对PHY芯片221进行若干次接口标准设置、连接尝试。其中，多个不同模式的接口标准的信息可以特定方式进行存储，存储的每个模式的标准接口的信息对应一个存储首地址，例如，可以将各个模式的接口标准的信息的存储首地址组成一个循环链表，即根据该循环链表中每一个存储首地址可以查找到对应模式的接口标准的信息。

上述MCU224对PHY芯片221进行若干次接口标准设置、连接尝试过程中，其中一次接口标准设置、连接尝试的具体方法流程可以是，MCU224在多个不同模式的接口标准的信息中选定一个模式的接口标准的信息后，根据选定的一个模式的接口标准的信息，对PHY芯片221进行一次接口标准设置、连接尝试，具体的方法流程如图3所示，具体步骤包括：

S301：MCU224获取已选定的一个接口标准的信息后，向PHY芯片221发送携带该接口标准的信息的设置指令。

具体地，MCU224从存储的多个不同模式的接口标准的信息中，获取已选定的一个接口标准的信息，例如，MCU224可以根据已选定的一个存储首地址，获取该存储首地址对应模式的接口标准的信息。

MCU224将获取的接口标准的信息携带于设置指令中，并向PHY芯片221发送该设置指令。

其中，一个接口标准的信息，可以包括：主机接口类型、最大连接速率、指定连接速率、最高效双工模式、和指定双工模式。

例如，一个接口标准的信息包括：主机接口类型为SGMII，最大连接速率为1000Mbps，指定连接速率为自适应，最高效双工模式为全双工，指定双工模式为自适应；另一个接口标准的信息包括：主机接口类型为SERDES，最大连接速率为1000Mbps，指定连接速率为1000Mbps，最高效双工模式为全双工，指定双工模式为全双工。

S302：PHY芯片221根据接收到的设置指令，设置本芯片的接口标准。

具体地，PHY芯片221接收到MCU224发送的设置指令之后，解析出该设置指令携带的接口标准的信息；之后，根据解析出的接口标准的信息设置本芯片的接口标准。

S303：PHY芯片221根据本芯片的接口标准，与主机211进行连接，检测主机侧连接参数并记录检测结果。

具体地，PHY芯片221根据本芯片的接口标准，与主机211进行连接；

检测主机侧连接参数，其中，主机侧连接参数，即为PHY芯片221与主机211之间的连接参数，包括：主机侧的连接状态、连接速度和双工模式；

若检测到PHY芯片221与主机211之间的连接状态为连通，则将连通、连通时PHY芯片211与主机211之间的连接速率和双工模式，分别记录为主机侧的连接状态、连接速度和双工模式的检测结果；若检测到PHY芯片221与主机211之间的连接状态为不能连通，则将不能连通记录为主机侧的连接状态的检测结果。

其中，PHY芯片221与主机211进行连接的具体方法为本领域内惯用的技术，为本领域内技术人员所熟知，不再赘述。

S304：PHY芯片221根据已设置的接口标准，与普通节点102进行连接，检测节点侧连接参数并记录检测结果。

具体地，PHY芯片221根据本芯片的接口标准，与普通节点102进行连接；

检测节点侧连接参数，其中，节点侧连接参数，即PHY芯片221与普通节点102之间的连接参数，包括：节点侧的连接状态、连接速度和双工模式；

若检测到PHY芯片221与普通节点102之间的连接状态为连通，则将连通、连通时PHY芯片221与普通节点102之间的连接速率和双工模式，分别记录为节点侧的连接状态、连接速率和双工模式的检测结果；若检测到PHY芯片221与普通节点102之间的连接状态为不能连通，则将不能连通记录为节点侧的连接状态的检测结果。

其中，PHY芯片221进行普通节点连接的具体方法为本领域内惯用的技术，为本领域内技术人员所熟知，不再赘述。

S305：在设定时间段内，MCU224从PHY芯片221获取主机侧连接参数的检测结果和节点侧连接参数的检测结果。

S306：MCU224将获取的主机侧连接参数的检测结果与节点侧连接参数的检测结果进行比较，根据比较结果，判断出此次连接尝试结果。

具体地，MCU224在主机侧连接参数的检测结果中，解析出主机侧的连接状态、连接速度和双工模式的检测结果；在节点侧连接参数的检测结果中，解析出节点侧的连接状态、连接速度和双工模式的检测结果。

将解析出的主机侧的连接状态、连接速度和双工模式的检测结果，分别与解析出的节点侧的连接状态、连接速度和双工模式的检测结果进行比较。

若主机侧的连接状态、连接速度和双工模式的检测结果，分别与节点侧的连接状态、连接速度和双工模式的检测结果相同；且主机侧的连接状态的检测结果和节点侧的连接状态的检测结果均为连通，则MCU224判断此次连接尝试结果为成功，那么主机211与普通节点102之间连接成功，即实现了主机211与普通节点102之间的连接建立、互相通信的功能；否则，判断此次连接尝试结果为失败。

在实际应用中，步骤S303和步骤S304没有严格的先后顺序，还可以并列执行，或者先执行步骤S304后执行步骤S303。

在上述MCU224对PHY芯片221进行一次接口标准设置、连接尝试过程中，若MCU224判断出此次连接尝试结果为失败，则选定下一个模式的接口标准的信息，并根据选定的下一个模式的接口标准的信息，对PHY芯片221进行下一次接口标准设置、连接尝试，直到MCU224判断出某一次连接尝试结果为成功，MCU224才结束对PHY芯片221进行下一次接口标准设置、连接尝试。

如何选定下一个模式的接口标准的信息，本领域技术人员可以根据本发明公开的技术内容，采用多种方式来实现。比如，根据循环链表中各接口标准的信息的存储首地址的存储顺序，选定在本次接口标准设置、连接尝试中所选定的接口标准的信息的存储首地址之后的存储首地址所对应的模式接口标准的信息，作为选定的下一个模式的接口标准的信息。

事实上，为了实时监控核心节点201与普通节点102的连接状态，作为更佳的实施方案，MCU224还可以在判断出此次连接尝试结果为成功后，周期性地从PHY芯片221获取当前的主机侧的连接状态的检测结果和节点侧的连接状态的检测结果，并判断获取的两个检测结果是否均为连通；若否，则MCU224选定下一个模式的接口标准的信息，并根据选定的下一个模式的接口标准的信息，对PHY芯片221进行下一次接口标准设置、连接尝试。

本发明的技术方案，利用接口模块中的MCU对接口模块中的PHY芯片进行多个不同模式的接口标准设置、连接尝试，使得同一种接口模块就可以支持局域网中多个不同模式的接口标准的网络节点，提高了接口模块的兼容性，可以用本发明的接口模块替代现有的多种接口模块，降低了局域网的复杂度，以及组网成本。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种接口模块，其特征在于，包括：PHY芯片和MCU；其中，

2.如权利要求1所述的接口模块，其特征在于，还包括：与所述PHY芯片的网线侧接口相连的网线插口；以及与所述PHY芯片的主机侧接口相连的主机侧插头。

3.一种接口模块支持多接口标准的方法，其特征在于，包括：

在所述MCU对PHY芯片进行一次接口标准设置、连接尝试过程中：所述MCU按设定策略获取一个接口标准的信息后，向所述PHY芯片发送携带该接口标准的信息的设置指令；所述PHY芯片根据接收的设置指令进行接口标准设置；所述MCU在设定时间段内，从所述PHY芯片获取主机侧连接参数的检测结果和节点侧连接参数的检测结果，并比较两个检测结果，以及根据比较结果判断出此次连接尝试结果；

若判断出此次连接尝试结果为失败，则所述MCU继续下一次接口标准设置、连接尝试。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述MCU按设定策略获取一个接口标准的信息具体为：

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述主机侧连接参数具体包括：主机侧的连接状态、连接速度和双工模式；以及，

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述判断出此次连接尝试结果为失败，具体包括：

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述比较两个检测结果之后，还包括：

8.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述不同模式的接口标准包括：100base-TX模式的接口标准、1000base-T模式的接口标准和10/100/1000自适应模式的接口标准。

9.一种核心节点，包括：主机和与其相连接的多个如权利要求2所述的接口模块；其中，所述主机包括：处理器和多个分别与各接口模块的主机侧插头相连的MAC芯片；其中，所述处理器和所述多个MAC芯片通过总线相连。

10.一种局域网络，包括：如权利要求9所述的核心节点和与其相连接的多个普通节点。