CN109120475A - 面向高密度模块的调试网络系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种面向高密度模块的调试网络系统及方法，包括：ARM芯片：包括MDIO口和MAC口；存储器：连接所述ARM芯片；网络PHY：连接所述MDIO口和所述MAC口；调试网口：通过隔离变压器连接所述网络PHY；网络交换卡：连接所述网络PHY以及数字信号处理器；其中，通过所述MDIO口切换所述网络PHY的工作模式实现所述ARM芯片与所述调试网口和所述网络交换卡之间通信的切换。采用网络PHY多种工作模式的自由切换，不仅解放了CPU内部集成MAC少的问题，既能够与连接到以太网交换板的其他模块通信，也能板内调试方便固件网络加载，而且缩减了信号处理板内PHY器件，让信号处理板卡集成度更高。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体地，涉及面向高密度模块的调试网络系统及方法。
背景技术
当前计算技术发展迅速，不论是信号处理、数据处理、存储各方面都对性能提出很高要求，在装备中还会要求各类型模块尽量体积小、重量轻，给硬件设计提出来更高的要求，模块化硬件产品不断向着高密度、高集成性的方向发展。在模块设计阶段，硬件调试测试也面临巨大挑战，在采用集成化调试口、微型调试连接器之后，改变调试的软硬件设计方法，让调试电路和实际应用电路做到高度可复用成为高密度模块设计需要解决的问题。
如图1所示，在网络和调试网络的设计中，根据处理器接口情况和硬件设计实际应用条件，主要有两种设计模式：第一种目前MIPS架构如龙芯CPU龙芯2F以及X86架构的CPU没有集成内部网卡情况下，采用集成了MAC和PHY的独立网卡芯片82546GB来实现CPU与外界以太网交换板连通，调试网口也由独立网卡芯片上引出来。这种方法的缺点主要是增加硬件成本。增加集成PHY和MAC的网络芯片，不但会增加硬件的元器件价格，还会加大高密设计模块的元器件版面布局的难度。
如图2所示，目前嵌入式信号处理板卡追求性能计算的同时，也追求板卡元器件集成度更高，目前3U的VPX信号处理板卡也渐渐成为军用计算的主流。为进一步提高板卡元器件集成度，越来越多采用CPU内部集成了MAC的微处理器，如常见的ARM、DSP、PowerPC系列也都集成了内部网卡。在目前信号处理板卡中，通常采用两路网络，需要CPU内部集成两个MAC，一路通过PHY连接到外部以太网交换板，方便与连接到以太网交换板的其他模块通信，另一路通过PHY作为板内调试网口便于信号处理板卡内部的网络加载。这种方法的缺点是，通常情况下CPU接口资源都比较紧张，特别是信号处理模块、存储模块等对接口资源主要用在大数据量的传输上，单独提供一个网络资源给调试部分，造成了相应的资源浪费。
目前3U的VPX信号处理板卡为了满足多功能需求如通用SCA架构同时集成ARM+DSP+FPGA的多处理器架构，每个CPU外围都集成内存颗粒，以及板卡上Flash器件、电源芯片、温度检测、网络芯片等器件造成板卡空间资源紧张，采用处理器内部已集成MAC的ARM处理器能够减少信号处理板上网络器件所占空间。而一般的低端ARM处理器内部只集成了一个MAC，很难同时做到既能板内调试网络加载，又与外接以太网交换板连接。
术语解释：
网络PHY:网络数据传送与接收所需要的电与光信号、线路状态提供标准接口芯片；
网络交换：连接许多对端口，使每一对相互通信的主机能进行无冲突的传输数据；
RGMII:G比特介质独立接口；
SGMII:网络高速串行接口。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种面向高密度模块的调试网络系统及方法。
根据本发明提供的一种面向高密度模块的调试网络系统，包括：
ARM芯片：包括MDIO口和MAC口；
存储器：连接所述ARM芯片；
网络PHY：连接所述MDIO口和所述MAC口；
调试网口：通过隔离变压器连接所述网络PHY；
网络交换卡：连接所述网络PHY以及数字信号处理器；
其中，通过所述MDIO口切换所述网络PHY的工作模式实现所述ARM芯片与所述调试网口和所述网络交换卡之间通信的切换。
较佳的，所述MAC口与所述网络PHY之间通过RGMII接口连接，所述网络PHY与所述隔离变压器之间通过MDI接口连接，所述网络PHY与所述网络交换卡之间通过SGMII接口连接。
较佳的，所述数字信号处理器与所述网络交换卡之间通过SGMII接口连接。
较佳的，所述网络PHY的工作模式包括RGMII转MDI，以及RGMII转SGMII。
根据本发明提供的一种面向高密度模块的调试网络方法，通过ARM芯片的MDIO口切换网络PHY的工作模式，实现所述ARM芯片与调试网口和网络交换卡之间通信的切换。
较佳的，包括：加载步骤和/或通信步骤。
较佳的，所述加载步骤包括：
S11、从调试网口加载固件，以及将内核镜像到存储器中；
S12、通过ARM芯片的MDIO口切换网络PHY的工作模式为RGMII转MDI模式；
S13、检查网络连接状态；
S14、在网络Link状态下，启动外接PC机TFTP服务端，将驱动文件传输至存储器中。
较佳的，所述通信步骤包括：
S21、通过ARM芯片的MDIO口切换网络PHY的工作模式为RGMII转SGMII模式；
S22、检查网络连接状态；
S23、在网络Link状态下，ping数字信号处理器的ip地址。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明采用网络PHY多种工作模式的自由切换，不仅解放了CPU内部集成MAC少的问题，既能够与连接到以太网交换板的其他模块通信，也能板内调试方便固件网络加载，而且缩减了信号处理板内PHY器件，让信号处理板卡集成度更高。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为现有的第一种调试网络系统结构示意图；
图2为现有的第二种调试网络系统结构示意图；
图3为本发明面向高密度模块的调试网络系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图3所示，根据本发明提供的一种面向高密度模块的调试网络系统，采用网络PHY多种工作模式的切换将调试网口以及与外接网络交换板的网口都从一个网络PHY出，在需要加载固件以及内核镜像到Flash时，就将网络PHY工作模式切换到RGMII转MDI模式；在需要ARM与外接到以太网交换卡上的DSP通信时，就将PHY工作模式切换到RGMII转SGMII模式。
本发明提供的一种面向高密度模块的调试网络系统包括：
ARM芯片：包括MDIO口和MAC口；
存储器(NandFlash)：连接ARM芯片；
网络PHY：连接MDIO口和MAC口，MAC口与网络PHY之间为通过RGMII接口连接；
调试网口：通过隔离变压器连接网络PHY，网络PHY与隔离变压器之间通过MDI接口连接；
网络交换卡：连接网络PHY以及数字信号处理器(DSP)，网络PHY与网络交换卡之间通过SGMII接口连接，数字信号处理器与网络交换卡之间通过SGMII接口连接；
其中，通过MDIO口切换网络PHY的工作模式实现ARM芯片与调试网口和网络交换卡之间通信的切换。
在上述一种面向高密度模块的调试网络系统的基础上，本发明还提供一种面向高密度模块的调试网络方法，通过ARM芯片的MDIO口切换网络PHY的工作模式，实现ARM芯片与调试网口和网络交换卡之间通信的切换。主要包括：加载步骤和/或通信步骤。
加载步骤包括(箭头1)：
S11、从调试网口加载固件，以及将内核镜像到存储器(Flash)中；
S12、通过ARM芯片的MDIO口切换网络PHY的工作模式为RGMII转MDI模式；
通过ARM内MDIO口进行配置，在u-boot源码evm_phy_init中加入
/*rgmii to copper*/
miiphy_read(name,addr,MII_TPISTATUS,&val)；
val＝(val&0XFFF0)|0X000b；
miiphy_write(name,addr,MII_TPISTATUS,val)；
miiphy_read(name,addr,MII_TPISTATUS,&val)；
S13、检查网络连接状态；
在u-boot下执行以下命令
mii read 2 11
S14、在网络Link状态下，启动外接PC机TFTP服务端，将驱动文件传输至存储器中。
在u-boot下执行以下命令
tftp 0x82000000 u-boot.bin
nand erase 0x80000 0x40000
nand write 0x82000000 0x80000 0x40000
通信步骤包括(箭头2)：
S21、通过ARM芯片的MDIO口切换网络PHY的工作模式为RGMII转SGMII模式；
通过ARM内MDIO口进行配置，在u-boot源码evm_phy_init中加入
/*rgmii to sgmii*/
miiphy_read(name,addr,MII_TPISTATUS,&val)；
val＝(val&0XFFF0)|0X0006；
miiphy_write(name,addr,MII_TPISTATUS,val)；
miiphy_read(name,addr,MII_TPISTATUS,&val)；
S22、检查网络连接状态；
在u-boot下执行以下命令
mii read 2 11
S23、在网络Link状态下，ping数字信号处理器的ip地址。
在u-boot下执行以下命令
ping 192.168.1.119
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (8)
1.一种面向高密度模块的调试网络系统，其特征在于，包括：
ARM芯片：包括MDIO口和MAC口；
存储器：连接所述ARM芯片；
网络PHY：连接所述MDIO口和所述MAC口；
调试网口：通过隔离变压器连接所述网络PHY；
网络交换卡：连接所述网络PHY以及数字信号处理器；
其中，通过所述MDIO口切换所述网络PHY的工作模式实现所述ARM芯片与所述调试网口和所述网络交换卡之间通信的切换。
2.根据权利要求1所述的面向高密度模块的调试网络系统，其特征在于，所述MAC口与所述网络PHY之间通过RGMII接口连接，所述网络PHY与所述隔离变压器之间通过MDI接口连接，所述网络PHY与所述网络交换卡之间通过SGMII接口连接。
3.根据权利要求2所述的面向高密度模块的调试网络系统，其特征在于，所述数字信号处理器与所述网络交换卡之间通过SGMII接口连接。
4.根据权利要求2所述的面向高密度模块的调试网络系统，其特征在于，所述网络PHY的工作模式包括RGMII转MDI，以及RGMII转SGMII。
5.一种面向高密度模块的调试网络方法，其特征在于，通过ARM芯片的MDIO口切换网络PHY的工作模式，实现所述ARM芯片与调试网口和网络交换卡之间通信的切换。
6.根据权利要求5所述的面向高密度模块的调试网络方法，其特征在于，包括：加载步骤和/或通信步骤。
7.根据权利要求6所述的面向高密度模块的调试网络方法，其特征在于，所述加载步骤包括：
S11、从调试网口加载固件，以及将内核镜像到存储器中；
S12、通过ARM芯片的MDIO口切换网络PHY的工作模式为RGMII转MDI模式；
S13、检查网络连接状态；
S14、在网络Link状态下，启动外接PC机TFTP服务端，将驱动文件传输至存储器中。
8.根据权利要求6所述的面向高密度模块的调试网络方法，其特征在于，所述通信步骤包括：
S21、通过ARM芯片的MDIO口切换网络PHY的工作模式为RGMII转SGMII模式；
S22、检查网络连接状态；
S23、在网络Link状态下，ping数字信号处理器的ip地址。
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