CN105553744B - 一种基于单片机的网络设备的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于单片机的网络设备的生产方法，其通过基于UDP的网络通信方式将MAC地址写入网络设备的存储介质中，再通过基于UDP的网络通信方式验证MAC地址的有效性和正确性；在MAC地址的写入过程中，只需软复位MAC地址相关的寄存器和网络协议栈，而不需要整个网络设备的重启，因此提高了网络设备生产中的效率。

Description

一种基于单片机的网络设备的生产方法
技术领域
本发明涉及网络设备生产技术领域，尤其涉及一种基于单片机的网络设备的生产方法。
背景技术
物联网迅速发展的过程中，大多数设备都通过以太网接口接入局域网、广域网，单/双色LED显示屏控制卡(也即一种LED显示异步控制卡)也从以前的RS232串口数据通信接口、USB host数据通信接口到现在增加的以太网数据通信接口，而MAC地址是网络设备在局域网和广域网的身份识别的唯一ID，这个独一无二的ID由生产厂家在生产网络设备时写入设备的存储介质中。
网络设备在生产时，将MAC地址通过不同的数据通信方式写入网络设备的存储介质并验证MAC地址写入的网络使用有效性，网络设备需要重启一次，面对批量生产的网络设备，生产流程中网络设备的重启，毋庸置疑的影响了网络设备生产的效率。
发明内容
因此，为克服现有技术存在的缺陷和不足，本发明提出一种基于单片机的网络设备的生产方法，以提高网络设备的生产效率。
具体地，本发明实施例提出的一种基于单片机的网络设备的生产方法，其中所述网络设备包括单片机、以太网PHY芯片以及网口，所述单片机通过所述以太网媒体接口与所述以太网PHY芯片相连，所述网口连接所述以太网PHY芯片。所述生产方法包括步骤：(a)所述单片机在所述网络设备上电后初始化所述以太网媒体接口、软复位所述以太网PHY芯片、从存储介质中读取MAC地址和IP地址并初始化网络协议栈以便于所述网络设备与上位机建立网络通信；(b)在所述网络设备通过所述网口连接至所述上位机后，所述单片机接收所述上位机发送的UDP广播包形式的MAC地址修改指令并通过UDP广播包向所述上位机作应答、将接收到的MAC地址更新至所述存储介质、软复位MAC地址相关的寄存器、从所述存储介质中读取更新后的MAC地址写入MAC地址寄存器并初始化MAC地址相关的网络协议栈，从而实现MAC地址的写入；以及(c)在实现MAC地址的写入后，所述单片机接收所述上位机发送的UDP广播包形式的MAC地址读取指令并通过UDP广播包返回MAC地址至所述上位机进行验证MAC地址是否写入正确。
在本发明的一个实施例中，所述生产方法还包括步骤：扫描条形码以获得所述网络设备的ID并发送至所述上位机，由所述上位机的软件根据所述网络设备的ID获取相对应的MAC地址并封装至所述MAC地址修改指令。
在本发明的一个实施例中，所述网络设备的ID包括日期码、特征码和递增码，封装至所述MAC地址修改指令中的MAC地址包括协议码、特征码和递增码，所述网络设备的ID中的所述递增码和所述MAC地址中的所述递增码呈规律性关联。
在本发明的一个实施例中，所述网络设备通过所述网口经由网线与所述上位机建立点对点连接。
在本发明的一个实施例中，所述网络设备为单/双色LED显示屏控制卡。
在本发明的一个实施例中，所述以太网媒体接口为RMII接口。
在本发明的一个实施例中，所述存储介质为所述单片机的内置存储器。
由上可知，本发明实施例提出的基于单片机的网络设备的生产方法，通过网络通信方式将MAC地址写入网络设备的存储介质中，再通过网络通信方式验证MAC地址的有效性和正确性，并且不需要网络设备的重启，从而提高了网络设备生产中的效率。
通过以下参考附图的详细说明，本发明的其它方面和特征变得明显。但是应当知道，该附图仅仅为解释的目的设计，而不是作为本发明的范围的限定。还应当知道，除非另外指出，不必要依比例绘制附图，它们仅仅力图概念地说明此处描述的结构和流程。
附图说明
下面将结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细的说明。
图1为本发明实施例的一种网络设备的部分模块示意图。
图2为本发明实施例中网络设备上电后的初始化流程图。
图3为本发明实施例中网络设备与PC机的连接关系示意图。
图4为本发明实施例中网络设备上电初始化以及MAC地址写入及验证过程示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
本发明实施例通过网络通信方式将MAC地址写入基于单片机的网络设备例如LED显示异步控制卡的存储介质中，再通过网络通信方式验证MAC地址的有效性和正确性，并且不需要网络设备的整个系统重启，从而可以提高网络设备生产中的效率。其中，LED显示异步控制卡例如是现有的单/双色LED显示屏控制卡等。
具体地，参见图1，其为本发明实施例的一种网络设备的部分模块示意图。在图1中，网络设备10的单片机11通过以太网媒体接口例如RMII(Reduced Media IndependentInterface，简化媒体独立接口)接口以802.3协议控制以太网PHY芯片13，再经过网口15例如RJ45接口可以接入局域网或广域网中，以发送ARP(Address Resolution Protocol，地址解析协议)请求广播包到网络上的主机，根据返回的消息建立网络上主机的IP地址和MAC地址的映射表。MAC地址是区分网络上设备的标识，需由生产厂商将MAC地址写入网络设备10的存储介质中，例如单片机11的内置存储器中。
一并参见图1和图2，无论是生产过程还是生产后的应用过程，网络设备10的单片机11上电后会初始化以太网媒体接口例如RMII接口以用于和以太网PHY芯片13进行网络通信，软复位以太网PHY芯片13，从网络设备10上的存储介质(例如单片机11的内置存储器)中读取MAC地址和IP地址以用于初始化网络协议栈时使用，之后网络设备10可以与主机例如PC机建立网络通信，例如建立基于TCP/IP或UDP的网络通信。
参见图3，网络设备10可以通过网线以点对点连接方式与作为主机的PC机30建立网络通信。众所周知，基于TCP/IP的网络通信需要将PC机的IP地址和网络设备的IP地址设置在同一网段才可以满足点对点的网络通信，PC机的IP地址设置可以通过操作系统例如Windows系统进行操作，但网络设备的IP地址设置无法通过网络通信传输数据进行设置，如果在网络设备上增加其它的数据通信接口或使用其它的数据通信接口，毋庸置疑地会因此增加网络设备的硬件成本和影响网络设备的生产效率，因此本实施例设计了无需设置IP地址的网络通信，PC机30和网络设备10都使用基于UDP(User Datagram Protocol，用户数据报协议)的广播包进行通信，因而不会受到IP地址不在同一网段的通信屏障，也不需在生产中考虑IP地址的设置，即不需增加数据通信接口增加成本、也不需因IP地址设置影响生产效率。
通常，MAC地址需要具备唯一性，本实施例在生产中为了统一管理生产的网络设备10，网络设备10的ID编码也因具有唯一性。为了简化生产流程、提高生产效率，本实施例设计了MAC地址与网络设备ID的逻辑关联，例如网络设备ID由三个字节的日期码、一个字节的特征码、四个字节的递增码，共八个字节组成，MAC地址由一个字节的协议码、一个字节的特征码、四个字节的递增码，共六个字节组成，取网络设备ID的递增码和MAC地址的递增码进行匹配关联，从而两者呈规律性关联。生产过程中将网络设备10的设备ID制作成条形码的标签贴在网络10设备上，通过扫码枪将数据写入PC机30的上位机软件，上位机软件调用PC机30的网络驱动与网络设备10进行基于UDP的网络通信，完成网络设备MAC地址的写入、验证操作，简化了生产流程、提高了生产效率。其中，PC机30的上位机软件获得设备ID后可以根据按照预设规律直接生成相对应的MAC地址或者从数据库中查询相对应的MAC地址，获得的MAC地址后续可以封装至MAC地址修改指令中。
下面将结合图4对本发明实施例提出的基于单片机的网络设备的生产过程中的MAC地址写入及验证过程进行详细说明。
现有技术中，网络设备在MAC地址发生变化时，需要通过系统重启来更新物理层的MAC地址，而为了缩短重启的时间，本发明人研究发现，物理层MAC地址的更新，无需对整个系统进行重启，如网络设备的重新上电、RMII接口的重新初始化、以太网PHY芯片中寄存器的设置、IP地址相关的网络协议栈的初始化等，整个系统的重启复位是比较耗时的；因此本发明实施例只需对与MAC地址相关的寄存器和网络协议栈进行操作，缩短了网络设备10重启的时间，在实际生产过程中，当MAC地址修改指令发送后，十毫秒后就可以通过基于UDP的网络通信进行MAC地址回读验证。
一并参见图1、图3和图4，在网络设备10的生产过程中，会先给网络设备10上电，上电后单片机11初始化以太网媒体接口例如RMII接口以用于和以太网PHY芯片13进行网络通信，软复位以太网PHY芯片13，从存储介质(例如单片机11的内置存储器)中读取MAC地址和IP地址以用于初始化网络协议栈时使用，从而在完成网络协议栈初始化后网络设备10可以与主机例如PC机建立基于UDP的网络通信。
当网络设备10通过网线和PC机30建立点对点连接后，其与PC机30之间可以使用UDP广播包进行通信，无需设置IP地址。具体地，PC机30通过UDP广播包向网络设备10发送MAC地址修改指令，网络设备10收到MAC地址修改指令后，通过UDP广播包向PC机30作应答并解析出MAC地址修改指令中包含的MAC地址修改单片机11的MAC地址缓冲器中的数值、将MAC地址更新至存储介质(例如单片机11的内置存储器)中、软复位MAC地址相关的寄存器(例如设置MAC相关的SWR寄存器并重启所有MAC子系统的内部和逻辑寄存器)、从存储介质中读取更新后的MAC地址写入MAC地址寄存器，初始化MAC地址相关的网络协议栈，此时PC机30可以通过UDP广播包发送MAC地址读取指令，由单片机11返回包含MAC地址的UDP广播包至PC机30，从而实现对MAC地址的修改做验证，确保MAC地址修改的正确性。在MAC地址修改的流程中，网络设备10的驱动的软复位，相比现有技术中基于单片机的网络设备的整个系统断电重启而言，提高了网络设备10在生产线上的生产效率。
综上所述，对于MAC地址的写入，现有技术会采用其它数据通信接口并且在检验MAC地址的正确性时的过程中会将网络设备断电重启和切换数据通信接口，增加了生产流程的工序和生产时间；本发明实施例通过设计基于单片机的网络设备的网络驱动，使其在MAC地址修改时通过驱动软复位，缩短MAC地址写入和验证的生产时间；再者，设计无需IP设置的网络通信，从而可以减少其它数据通信接口增加的硬件成本、简化生产流程工序以及提高生产效率；此外，设计MAC地址与设备ID规律性关联，可以降低生产的复杂性和提高MAC地址写入的正确性和唯一性。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种基于单片机的网络设备的生产方法，其中所述网络设备包括单片机、以太网物理层收发器(PHY)芯片以及网口，所述单片机通过以太网媒体接口与所述以太网PHY芯片相连，所述网口连接所述以太网PHY芯片；其特征在于，所述生产方法包括步骤：
所述单片机在所述网络设备上电后初始化所述以太网媒体接口、然后软复位所述以太网PHY芯片、然后从存储介质中读取MAC地址和IP地址并初始化网络协议栈以便于所述网络设备与上位机建立网络通信；
在所述网络设备通过所述网口连接至所述上位机后，所述单片机接收所述上位机发送的用户数据报协议(UDP)广播包形式的MAC地址修改指令并通过UDP广播包向所述上位机作应答、然后将接收到的MAC地址更新至所述存储介质、然后软复位MAC地址相关的寄存器、然后从所述存储介质中读取更新后的MAC地址写入MAC地址相关的寄存器并初始化MAC地址相关的网络协议栈，从而实现MAC地址的写入；以及
在实现MAC地址的写入后，所述单片机接收所述上位机发送的UDP广播包形式的MAC地址读取指令并通过UDP广播包返回MAC地址至所述上位机进行验证MAC地址是否写入正确。
2.如权利要求1所述的生产方法，其特征在于，还包括步骤：扫描条形码以获得所述网络设备的ID并发送至所述上位机，由所述上位机的软件根据所述网络设备的ID获取相对应的MAC地址并封装至所述MAC地址修改指令。
3.如权利要求2所述的生产方法，其特征在于，所述网络设备的ID包括日期码、特征码和递增码，封装至所述MAC地址修改指令中的MAC地址包括协议码、特征码和递增码，所述网络设备的ID中的所述递增码和所述MAC地址中的所述递增码呈规律性关联。
4.如权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述网络设备通过所述网口经由网线与所述上位机建立点对点连接。
5.如权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述网络设备为单/双色LED显示屏控制卡。
6.如权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述以太网媒体接口为简化媒体独立接口(RMII)接口。
7.如权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述存储介质为所述单片机的内置存储器。
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