CN111147335A - 一种基于PowerPC微处理器的千兆光纤以太网接口系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于PowerPC微处理器的千兆光纤以太网接口系统，PowerPC系列微处理器集成的以太网控制器支持RGMII模式，通过RGMII接口与PHY芯片连接，经以太网控制器配置PHY芯片工作在1000BASE‑X光纤模式，PHY芯片通过高速串行总线与光电转换模块连接，实现数据从RGMII‑FIBER模式介质无关接口到物理光纤链路的DMA传输；本发明由于使用了基于PowerPC微处理器和光纤的以太网接口设计方案，通信速率较高，有效解决了空间狭小产品布线困难、所需通信速率高的设计难题，有效减小产品重量，便于网络接入。

Description

一种基于PowerPC微处理器的千兆光纤以太网接口系统
技术领域
本发明涉及微处理器与嵌入式系统设计领域，尤其是一种千兆光纤以太网接口。
背景技术
随着传感器技术的不断发展和设备小型化的趋势，设备对通信接口的需求逐渐向轻量化和高带宽的方向发展，传统的通信接口出现带宽低和布线困难等不足。千兆光纤网作为新一代的以太网技术，不仅保持原来的10M、100M以太网已有的CSMA/CD协议，而且还保持帧格式和长度不变，同样支持全双工与半双工模式，也最大的继承了传统以太网的技术优点。
PowerPC微处理器是一种精简指令集架构的中央处理器，具有性能优异，接口资源丰富，尺寸小，能耗低，易于模块化等优点，能完成取指令、执行指令，以及与外界存储器和逻辑部分交换信息等操作，是微型计算机的控制部分。PowerPC微处理器中集成以太网控制器支持RGMII模式，可通过RGMII接口与PHY芯片连接。
根据现有技术，如果设备集成以太网功能，对外连接需使用五类、六类、超六类或七类网线，或者使用SFP模块转换为光纤。在尺寸受限的产品中，网线不易走线且重量较大，网口速率升级改动量大，而SFP模块尺寸较大，外形不可适应性更改，使产品设计难度增大。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于PowerPC微处理器的千兆光纤以太网接口系统。本发明公开了一种基于PowerPC微处理器的千兆光纤以太网接口设计，为快速实现通过光纤网络通信。本发明基于PowerPC微处理器实现的光纤千兆以太网接口便于在板卡类产品实现，为产品提供了一种轻量型低成本的高速通信解决方案。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种基于PowerPC微处理器的千兆光纤以太网接口系统，包括：PowerPC系列微处理器，PHY芯片和光电转换模块，PowerPC系列微处理器集成的以太网控制器支持RGMII模式，通过RGMII接口与PHY芯片连接，经以太网控制器配置PHY芯片工作在1000BASE-X光纤模式，PHY芯片通过高速串行总线与光电转换模块连接，实现数据从RGMII-FIBER模式介质无关接口到物理光纤链路的DMA传输；PowerPC微处理器，实现千兆光纤以太网接口的MAC功能；PHY芯片，实现千兆光纤以太网接口的物理接口；光电转换模块，实现光电转换。
本发明的有益效果在于由于使用了基于PowerPC微处理器和光纤的以太网接口设计方案，通信速率较高，有效解决了空间狭小产品布线困难、所需通信速率高的设计难题，有效减小产品重量，便于网络接入。
附图说明
图1本发明基于PowerPC微处理器的千兆光纤以太网接口实现框图。
图2本发明RGMII接口图。
图3本发明具体实施方案图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
本发明基于PowerPC微处理器实现的光纤千兆以太网接口便于在板卡类产品实现，为产品提供了一种轻量型低成本的高速通信解决方案。尤其在空间狭小且带宽需求高的产品中，不易走线，设计难度大，千兆光纤以太网涉及技术可很好解决此类设计难题，其具有传输带宽高，传输损耗低，传输距离长，保密性好，抗电磁干扰能力强，重量轻，好绕线的优点。
一种基于PowerPC微处理器的千兆光纤以太网接口系统，如图1所示，包括：PowerPC系列微处理器，PHY芯片和光电转换模块，PowerPC系列微处理器集成的以太网控制器支持RGMII模式，通过RGMII接口与PHY芯片连接，经以太网控制器配置PHY芯片工作在1000BASE-X光纤模式，PHY芯片通过高速串行总线与光电转换模块连接，实现数据从RGMII-FIBER模式介质无关接口到物理光纤链路的DMA传输；PowerPC微处理器，实现千兆光纤以太网接口的MAC功能；PHY芯片，实现千兆光纤以太网接口的物理接口；光电转换模块，实现光电转换。
PowerPC微处理器，本发明采用飞思卡尔的PowerPC架构微处理器P1011，如图2所示，其上运行WindRiver公司的VxWorks6.9操作系统，集成了3个以太网控制器，其中第一个以太网控制器可配置为MII、RMII和RGMII三种模式，此处将第一个以太网控制器配置为RGMII模式；
PHY芯片，本发明采用以太网物理层芯片88E1111，包含两种网络接口，一种就是以太网线接口，另一种就是本设计中要实现的光纤接口，支持多种MAC接口模式(GMII/MII、RGMII、SGMII、TBI和RTBI)，此处采用RGMII接口与以太网控制器连接，具体信号如图2所示，通过以太网控制器将PHY芯片配置为1000BASE-X光纤应用方式，88E1111芯片集成一个1.25GHz的SERDES接口，可直接连接到光电转换模块；
光电转换模块，本发明采用4EOLTR-85-512523M，四路并行收发一体，工作波长为850nm，多模光纤，光接口为带尾纤的MT接口，每个通道可提供高达3.125Gbps的传输速率，完整的设计如图3所示。

Claims (1)

1.一种基于PowerPC微处理器的千兆光纤以太网接口系统，其特征在于：
所述基于PowerPC微处理器的千兆光纤以太网接口系统，包括PowerPC系列微处理器，PHY芯片和光电转换模块，PowerPC系列微处理器集成的以太网控制器支持RGMII模式，通过RGMII接口与PHY芯片连接，经以太网控制器配置PHY芯片工作在1000BASE-X光纤模式，PHY芯片通过高速串行总线与光电转换模块连接，实现数据从RGMII-FIBER模式介质无关接口到物理光纤链路的DMA传输；PowerPC微处理器，实现千兆光纤以太网接口的MAC功能；PHY芯片，实现千兆光纤以太网接口的物理接口；光电转换模块，实现光电转换。
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