CN110519237A - 适用于usb转以太网通讯的转换方法及转换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于USB转以太网通讯的转换方法及转换装置，USB接口接收数据，并由物理层协议和控制器提取出有效数据；有效数据经过先进先出双口缓存器传输至以太网的介质访问控制层进行打包；被打包的数据根据通讯模式进行对应数据转换，并传输至对应的接口中。在本发明实施例中，以一种低成本、低门槛、安装便捷且支持热插拔的以太网扩展方法，通过选用USB接口作为输入接口，由于USB本身的优势，使本技术方案在安装方式、成本等方面具有明显优势，同时能够支持RJ45网口和光模块接口两种输出方式，且支持网口、光口的在线切换。

Description

适用于USB转以太网通讯的转换方法及转换装置
技术领域
本发明涉及计算机通信技术领域，尤其涉及一种适用于USB转以太网通讯的转换方法及转换装置。
背景技术
以太网作为当前主流的通讯技术，在各个行业都有着及其广泛的应用。以太网信号又可分为电信号和光信号两类，分别对应RJ45网口和光模块接口这两类常见的接口形式。
然而一个通讯产品的以太网接口数量是固定有限的，尤其对于常见的PC机，其以太网接口更是在出厂时，就固定了。我们常用的方式是利用以太网交换机来扩展以太网，但该方法并没有真的扩展以太网接口，而是将一个接口拆分成了几个子接口，即用速率来换接口数量，同时该方法还存在成本高的问题。
目前市面上也有用PCIE接口来扩展以太网的方法，但该方法存在成本高，安装不便，不支持热插拔等问题。
发明内容
本发明实施例提供一种适用于USB转以太网通讯的转换方法及转换装置，将USB数据转化为以太网数据，再由接口转换模块将数据传输到RJ45网口或光模块接口，可实现USB转网口或光口的功能，同一时间一个USB接口支持一个网口或光口工作，支持在线切换。
本发明实施例第一方面提供了一种适用于USB转以太网通讯的转换方法，可包括：
USB接口接收数据，并由物理层协议和控制器提取出有效数据；
有效数据经过先进先出双口缓存器传输至以太网的介质访问控制层进行打包；
被打包的数据根据通讯模式进行对应数据转换，并传输至对应的接口中。
进一步地，通讯模式包括网口通讯或光纤口通讯。
进一步地，采用网口进行通信时，被打包的数据会直接传入以太网物理层模块，经隔离器件传输到网口，发送出去。
采用光纤通讯时，在以太网MAC转换模块中，被打包的数据会被重新打包，以转换为适用于光纤传输的数据包，最后数据传输至光模块接口，完成转换。
进一步地，被打包的数据根据通讯模式进行对应数据转换时，需要对检测通讯模式：
网口的连接检测通过发送一段测试包，有无正确回包进行实现；
光纤口的连接检测通过判断光纤口是否有接收到光信号来实现。
进一步地，检测时，当只连接网口或光口时，则直接连接对应接口；
当同时连接网口和光口时，根据用户设置的默认值进行连接。
本发明实施例第二方面提供了一种适用于USB转以太网通讯的转换装置，包括：
USB接口单元，用于接收数据，并由物理层协议和控制器提取出有效数据；
数据打包单元，将USB接口单元提取的有效数据经过先进先出双口缓存器传输至以太网的介质访问控制层进行打包；
转换传输单元，用于将数据打包单元中的数据进行对应数据转换，并传输至对应的接口中。
进一步地，转换传输单元包括：
通讯模式识别单元，用于识别所对应的接口模式，以控制数据转换的类型；
转换单元，根据通讯模式识别单元所识别的结果对数据进行转换；
传输单元，用于将转换单元所转换后的数据传输至接口中。
进一步地，转换单元包括：
网口转换单元，将被打包的数据直接传入以太网物理层模块，经隔离器件传输到传输单元；
光纤口转换单元，将被打包的数据在以太网MAC转换模块中重新打包，传输至传输单元。
进一步地，隔离器件至少包括网络变压器。
进一步地，USB接口单元支持USB2.0和USB3.0协议。
在本发明实施例中，以一种低成本、低门槛、安装便捷且支持热插拔的以太网扩展方法，通过选用USB接口作为输入接口，由于USB本身的优势，使本技术方案在安装方式、成本等方面具有明显优势，同时能够支持RJ45网口和光模块接口两种输出方式，且支持网口、光口的在线切换。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种适用于USB转以太网通讯的转换方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的一种适用于USB转以太网通讯的转换装置的结构图；
图3是本发明实施例提供的转换传输单元的结构框图；
图4是图2的原理图。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，适用于USB转以太网通讯的转换方法可以包括以下几个步骤：
S101,USB接口接收数据，并由物理层协议和控制器提取出有效数据。
可以理解的是，所谓的USB接口接收数据是由物理动作完成，本方案的安装方式可以是常见的USB接口安装方式，通过USB接口(公头)可与PC等带有USB接口(母头)的通讯产品进行连接，也可以是作为产品的一部分，集成于产品中。数据从USB接口输入，经USB物理层协议和USB控制器提取出有效数据。
S102,有效数据经过先进先出双口缓存器(FIFO)传输至以太网的介质访问控制层(MAC)进行打包；
S103,被打包的数据根据通讯模式进行对应数据转换，并传输至对应的接口中。
可以理解的是，在一般情况下，以网口或者光纤口作为接收数据端口，当用户采用RJ45网口进行通信时，被打包的数据会直接传入以太网物理层模块，经网络变压器等隔离器件传输到RJ45网口，发送出去。
当用户采用光纤通讯时，被打包的数据会被重新打包，以转换为适用于光纤传输的数据包，该部分工作会在以太网MAC转换模块中完成，最后数据传输至光模块接口，完成转换。
被打包的数据根据通讯模式进行对应数据转换时，需要首先检测通讯模式，才能决定数据转换的策略，具体地：
网口的连接检测通过发送一段测试包，有无正确回包进行实现；
光纤口的连接检测通过判断光纤口是否有接收到光信号来实现。
本发明的关键点在于：利用USB接口，将USB数据转化为以太网数据，再由接口转换模块将数据传输到RJ45网口或光模块接口的方法。USB接口支持USB2.0和USB3.0协议，RJ45网口支持10/100/1000M以太网协议，光模块接口支持100/1000M以太网协议。
同一时间一个USB接口支持一个网口或光口工作，支持网口、光口在线切换。如图1所示，USB接口读取数据之后，经由USB物理层协议和USB控制器将有效数据进行提取，再由先进先出双口缓存器(FIFO)传输至以太网的介质访问控制层(MAC)，对于网口端(以RJ45网口为例)，再以太网物理层协议中，经网络变压器等隔离器件传输到RJ45网口，发送出去；对于光纤口，被打包的数据会被重新打包，以转换为适用于光纤传输的数据包，该部分工作会在以太网MAC转换模块中完成，最后数据传输至光模块接口，完成转换。
本技术方案是一种低成本、低门槛、安装便捷且支持热插拔的以太网扩展方法。选用USB接口作为输入接口，由于USB本身的优势，使本发明在安装方式、成本等方面具有明显优势。
下面结合图2对本发明实施例提供的适用于USB转以太网通讯的转换装置进行介绍，包括USB接口单元101，数据打包单元102，转换传输单元103。
其中，USB接口单元101，用于接收数据，并由物理层协议和控制器提取出有效数据；
数据打包单元102，将USB接口单元提取的有效数据经过先进先出双口缓存器传输至以太网的介质访问控制层进行打包；
转换传输单元103，用于将数据打包单元中的数据进行对应数据转换，并传输至对应的接口中，包括：
通讯模式识别单元1031，用于识别所对应的接口模式，以控制数据转换的类型；
转换单元1032，根据通讯模式识别单元所识别的结果对数据进行转换；
传输单元1033，用于将转换单元所转换后的数据传输至接口中。
此外，为了适应于不同的接口端，以网口和光纤口作为主要的区分对象，转换单元1032包括：
网口转换单元1032a，将被打包的数据直接传入以太网物理层模块，经隔离器件传输到传输单元；
光纤口转换单元1032b，将被打包的数据在以太网MAC转换模块中重新打包，传输至传输单元。
本实施例中，隔离器件至少包括网络变压器。
数据打包单元102将数据打包后，传输至转换传输单元103，此时，转换传输单元103中的转换单元1032有限动作，在数据进行转换之前需要检测出对应的接口类型，也就是选择网口转换单元1032a还是光纤口转换单元1032b，检测方法如上面的方法所述一致，这里不进行赘述。
在检测出接口类型之后，根据不同的转换策略进行转换并传输，但是如果两种接口都有，根据用户实现制定的优先级来决定二者选择哪一个。
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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种适用于USB转以太网通讯的转换方法，其特征在于，
USB接口接收数据，并由物理层协议和控制器提取出有效数据；
有效数据经过先进先出双口缓存器传输至以太网的介质访问控制层进行打包；
被打包的数据根据通讯模式进行对应数据转换，并传输至对应的接口中。
2.根据权利要求1所述的适用于USB转以太网通讯的转换方法，其特征在于，
所述通讯模式包括网口通讯或光纤口通讯。
3.根据权利要求2所述的适用于USB转以太网通讯的转换方法，其特征在于，
采用网口进行通信时，被打包的数据会直接传入以太网物理层模块，经隔离器件传输到网口，发送出去；
采用光纤通讯时，在以太网MAC转换模块中，被打包的数据会被重新打包，以转换为适用于光纤传输的数据包，最后数据传输至光模块接口，完成转换。
4.根据权利要求2所述的适用于USB转以太网通讯的转换方法，其特征在于，
被打包的数据根据通讯模式进行对应数据转换时，需要对检测通讯模式：
网口的连接检测通过发送一段测试包，有无正确回包进行实现；
光纤口的连接检测通过判断光纤口是否有接收到光信号来实现。
5.根据权利要求4所述的适用于USB转以太网通讯的转换方法，其特征在于，
检测时，当只连接了网口或光口时，则直接连接对应接口；
当同时连接了网口和光口时，根据用户设置的默认值进行连接。
6.一种适用于USB转以太网通讯的转换装置，其特征在于，
所述适用于USB转以太网通讯的转换装置包括：
USB接口单元，用于接收数据，并由物理层协议和控制器提取出有效数据；
数据打包单元，将所述USB接口单元提取的有效数据经过先进先出双口缓存器传输至以太网的介质访问控制层进行打包；
转换传输单元，用于将所述数据打包单元中的数据进行对应数据转换，并传输至对应的接口中。
7.根据权利要求6所述的适用于USB转以太网通讯的转换装置，其特征在于，
所述转换传输单元包括：
通讯模式识别单元，用于识别所对应的接口模式，以控制所述数据转换的类型；
转换单元，根据通讯模式识别单元所识别的结果对数据进行转换；
传输单元，用于将转换单元所转换后的数据传输至接口中。
8.根据权利要求7所述的适用于USB转以太网通讯的转换装置，其特征在于，
所述转换单元包括：
网口转换单元，将被打包的数据直接传入以太网物理层模块，经隔离器件传输到传输单元；
光纤口转换单元，将被打包的数据在以太网MAC转换模块中重新打包，传输至传输单元。
9.根据权利要求8所述的适用于USB转以太网通讯的转换装置，其特征在于，
所述隔离器件至少包括网络变压器。
10.根据权利要求6-9任意一项所述的适用于USB转以太网通讯的转换装置，其特征在于，
所述USB接口单元支持USB2.0和USB3.0协议。
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