CN111510510A - 一种兼容多种通信接口的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种兼容多种通信接口的方法和系统，具体包括以下步骤：为处理器芯片配置至少一个基于RGMII总线兼容MII总线的接口，处理器芯片获取外接板卡上网络芯片的ID数据，根据ID数据读取配置参数，选择将基于RGMII总线兼容MII总线的接口配置为RGMII总线接口或MII总线接口。本发明通过参数配置，使用一个智能接口可以对外部PHY实现RGMII和MII接口的特性，可以根据外接板卡的需要进行不同的配置，通过MAC‑MAC直连的方式进行数据传输，解决MII接口分别先接PHY器件，再通过变压器隔离，然后通过差分线对互连，不仅会增加系统成本和布局面积，而且会在系统中引入高频模拟信号，从而会给系统增加EMI干扰的问题。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别是指一种兼容多种通信接口的方法和系统。
背景技术
智能识别物联网、工业控制设备常用光纤通信接口、普通百兆千兆以太网口、E1接口等通信接口，用于满足动环监控、节能管理和物联网领域的各种采集和控制需求。
光纤通信接口、普通百兆千兆以太网口、E1接口等通信接口与主控芯片连接，若需主控芯片与网络芯片互联时，网络芯片一般都使用MII接口上行，如果将两个MAC的MII接口分别先接PHY(物理层芯片)器件，再通过变压器隔离，然后通过差分线对互连，不仅会增加系统成本和布局面积，而且会在系统中引入高频模拟信号，从而会给系统增加EMI干扰。
发明内容
本发明提出一种兼容多种通信接口的方法和系统，解决了现有技术中主控芯片与网络芯片互联时，网络芯片一般都使用MII接口上行，如果将两个MAC 的MII接口分别先接PHY器件，再通过变压器隔离，然后通过差分线对互连，不仅会增加系统成本和布局面积，而且会在系统中引入高频模拟信号，从而会给系统增加EMI干扰的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种兼容多种通信接口的方法，具体包括以下步骤：
为处理器芯片配置至少一个基于RGMII总线兼容MII总线的接口，处理器芯片获取外接板卡上网络芯片的ID数据，根据ID数据读取配置参数，选择将基于RGMII总线兼容MII总线的接口配置为RGMII总线接口或MII总线接口。
一种兼容多种通信接口的系统，包括主控电路板和拓展电路板，所述主控电路板包括主板处理器、缓冲保护电路和第一端口，所述主板处理器包括第一 RGMII/MII总线引脚、第一SMI总线引脚、第一I2C总线引脚、第一复位信号引脚和电源控制信号引脚，所述第一RGMII/MII总线引脚、第一SMI总线引脚、第一I2C总线引脚、第一复位信号引脚通过缓冲保护电路与所述第一端口连接，所述电源控制信号引脚通过放大电路与所述第一端口连接；所述拓展电路板包括网络芯片、保护缓冲电路和第二端口，所述网络芯片包括第二RGMII/MII总线引脚、第二SMI总线引脚和第二复位信号引脚，所述第二RGMII/MII总线引脚、第二SMI总线引脚和第二复位信号引脚通过保护缓冲电路与所述第二端口连接，所述第二端口还通过保护缓冲电路、第二I2C总线引脚和辅助芯片与所述网络芯片连接，所述第一端口与所述第二端口连接，所述主控处理器获取所述网络芯片的ID数据，根据ID数据读取配置参数，选择将第一RGMII/MII总线引脚配置为RGMII总线引脚或MII总线引脚。
作为本发明的一个优选实施例，所述第一RGMII/MII总线引脚、第一SMI 总线引脚、第一I2C总线引脚、第一复位信号引脚分别连接一路缓冲保护电路后与所述第一端口连接。
作为本发明的一个优选实施例，所述缓冲保护电路由缓冲电路和保护电路依次连接构成；所述保护缓冲电路由保护电路和缓冲电路依次连接构成。
作为本发明的一个优选实施例，所述第二端口还连接保护电路和电源电路，电源电路分别连接辅助芯片和网络芯片。
本发明的有益效果在于：通过参数配置，使用一个智能接口可以对外部PHY 实现RGMII和MII接口的特性，可以根据外接板卡的需要进行不同的配置，通过MAC-MAC直连的方式进行数据传输，解决MII接口分别先接PHY器件，再通过变压器隔离，然后通过差分线对互连，不仅会增加系统成本和布局面积，而且会在系统中引入高频模拟信号，从而会给系统增加EMI干扰的问题。
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种兼容多种通信接口的方法一个实施例的流程图；
图2为本发明一种兼容多种通信接口的系统一个实施例的原理框图；
图3为百千兆兼容SFP光纤PTN扩展板的电路原理图；
图4为MII模式时序图；
图5为RGMII模式时序图；
图6为配置总线时序图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提出了一种兼容多种通信接口的方法，具体包括以下步骤：
为处理器芯片配置至少一个基于RGMII总线兼容MII总线的接口，处理器芯片获取外接板卡上网络芯片的ID数据，根据ID数据读取配置参数，选择将基于RGMII总线兼容MII总线的接口配置为RGMII总线接口或MII总线接口。
下面以龙芯1B芯片作为主控芯片对本发明分软硬件分别描述其实现过程。
在物理层接口方面，龙芯1B芯片的RGMII和MII管脚数量很多是一样的，对于多出来的两个标准差异的引脚也引出到接口上，在不使用的时候，不使能。而RGMII和MII的时钟信号方向不一样，MII的Rx和Tx方向的时钟都是由PHY 提供的，而RGMII则是谁发数据谁提供时钟，而且是双沿采样的。这些区别，一般在选择不同芯片之后，再做一起必要的配置，通信就可以正常进行。因此在主控电路板可以只保留一个兼容接口。而接口的另一端为扩展板，在硬件上直接连接，使之能双向连通即可。连接的时候，根据网络芯片所需连接端口引脚，通过MAC-MAC直连的方式，通过不同的配置，可以实现不同的接口。以太网口、百兆/千兆兼容光口、E1接口的实现差不多。
如图2所示，本发明提出了一种兼容多种通信接口的系统，包括主控电路板和拓展电路板，所述主控电路板包括主板处理器、缓冲保护电路和第一端口，所述主板处理器包括第一RGMII/MII总线引脚、第一SMI总线引脚、第一I2C 总线引脚、第一复位信号引脚和电源控制信号引脚，所述第一RGMII/MII总线引脚、第一SMI总线引脚、第一I2C总线引脚、第一复位信号引脚通过缓冲保护电路与所述第一端口连接，所述电源控制信号引脚通过放大电路与所述第一端口连接；所述拓展电路板包括网络芯片、保护缓冲电路和第二端口，所述网络芯片包括第二RGMII/MII总线引脚、第二SMI总线引脚和第二复位信号引脚，所述第二RGMII/MII总线引脚、第二SMI总线引脚和第二复位信号引脚通过保护缓冲电路与所述第二端口连接，所述第二端口还通过保护缓冲电路、第二I2C 总线引脚和辅助芯片与所述网络芯片连接，所述第一端口与所述第二端口连接，所述主控处理器获取所述网络芯片的ID数据，根据ID数据读取配置参数，选择将第一RGMII/MII总线引脚配置为RGMII总线引脚或MII总线引脚。
所述第一RGMII/MII总线引脚、第一SMI总线引脚、第一I2C总线引脚、第一复位信号引脚分别连接一路缓冲保护电路后与所述第一端口连接。所述缓冲保护电路由缓冲电路和保护电路依次连接构成；所述保护缓冲电路由保护电路和缓冲电路依次连接构成。所述第二端口还连接保护电路和电源电路，电源电路分别连接辅助芯片和网络芯片。
软件上，在底层驱动方面，可使用LINUX操作系统，将各个芯片的配置参数置于UBOOT的参数区，通过通用串行接口读取对应的网络芯片ID数据，根据不同的ID数据读取不同的配置参数，选择是使用RGMII还是MII，驱动程序将相应的寄存器配置数据用于接口驱动及芯片参数配置，配置完成后，会进行通信测试。
应用软件实现上，本发明的通信接口是非常灵活的，可以同时接入各种通信服务程序的，TCP服务端、TCP客户端、UDP都可以。
如图3所示，以百千兆兼容SFP光纤扩展板中的百兆光口运用为例子来进行说明。这个例子所使用的网络芯片功能比较强大，可以支持光口百千兆兼容，还可以支持多路千兆电口扩展，通信接口方面RGMII与MII都可以通过软件进行配置。时钟模块也可以自由配置。
当通信接口以MII方式进行通信时，具体的时序如图4所示，当通信接口以RGMII方式通信时，具体的时序如图5所示。配置总线的时序如图6所示。配置总线在使芯片正常工作的过程中，是必不可少的。一开始能通过配置总线读取芯片数据，帮助处理器正确识别芯片，另外，由于网络芯片的默认配置，不一定符合运用场景，因此在不同的运用场景中，必须使用配置总线对芯片进行相应的配置，才能让芯片适应运用场景，从而正常的工作。
常用配置的寄存器表
下面说一下光口板作为百兆光口应用时的配置过程，一般通过配置总线可以读到芯片的初始ID，在这里是在芯片的最开始的寄存器上，所谓ID就是芯片识别字，寄存器的偏移量为0x0000，具体如下
| 位 | 读写 | 初值 | 名称 | 描述 |
| 15：8 | 只读 | 0x13 | DEVICE_ID | 器件ID |
| 7：0 | 只读 | 0x01 | REV_ID | 版本ID |
上述寄存器还有软重启位和装载EEPROM位，看需要使用。因为不需要通过EEPROM进行配置芯片，配置后不需要重启，就可以生效。
MII和RGMII总线之间的切换可以通过偏移量为0x012寄存器的第3位来进行设置，一般将其置1，设置为RGMII模式。具体如下表所示。
千兆光口和百兆光口的切换通过偏移量为0x00E0的寄存器的第9、8位，默认为非光口模式，这个运用场景是百兆光口，将之设置为01。当使用千兆光口时，设置为11。具体如下表所示。
为了与龙芯1B芯片进行连接，设置MAC6MII接口的TX，RX时钟反相。寄存器0x000C的位10：8置1。为了使能SGMII功能，也必须将其位7置1。具体如下表所示。
另外还有一些特殊的设置，如使用百兆光口，必须将寄存器0x0004的第17 拉置为1。具体如下表所示。
| 位 | 读写 | 初值 | 名称 | 描述 |
| 17 | 可读写 | 0 | FX100_EN | 使能百兆光口接口 |
本发明通过参数配置，使用一个智能接口可以对外部PHY实现RGMII和 MII接口的特性，可以根据外接板卡的需要进行不同的配置，通过MAC-MAC 直连的方式进行数据传输，解决MII接口分别先接PHY器件，再通过变压器隔离，然后通过差分线对互连，不仅会增加系统成本和布局面积，而且会在系统中引入高频模拟信号，从而会给系统增加EMI干扰的问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种兼容多种通信接口的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
为处理器芯片配置至少一个基于RGMII总线兼容MII总线的接口，处理器芯片获取外接板卡上网络芯片的ID数据，根据ID数据读取配置参数，选择将基于RGMII总线兼容MII总线的接口配置为RGMII总线接口或MII总线接口。
2.一种兼容多种通信接口的系统，包括主控电路板和拓展电路板，其特征在于：所述主控电路板包括主板处理器、缓冲保护电路和第一端口，所述主板处理器包括第一RGMII/MII总线引脚、第一SMI总线引脚、第一I2C总线引脚、第一复位信号引脚和电源控制信号引脚，所述第一RGMII/MII总线引脚、第一SMI总线引脚、第一I2C总线引脚、第一复位信号引脚通过缓冲保护电路与所述第一端口连接，所述电源控制信号引脚通过放大电路与所述第一端口连接；所述拓展电路板包括网络芯片、保护缓冲电路和第二端口，所述网络芯片包括第二RGMII/MII总线引脚、第二SMI总线引脚和第二复位信号引脚，所述第二RGMII/MII总线引脚、第二SMI总线引脚和第二复位信号引脚通过保护缓冲电路与所述第二端口连接，所述第二端口还通过保护缓冲电路、第二I2C总线引脚和辅助芯片与所述网络芯片连接，所述第一端口与所述第二端口连接，所述主控处理器获取所述网络芯片的ID数据，根据ID数据读取配置参数，选择将第一RGMII/MII总线引脚配置为RGMII总线引脚或MII总线引脚。
3.根据权利要求2所述的一种兼容多种通信接口的系统，其特征在于：所述第一RGMII/MII总线引脚、第一SMI总线引脚、第一I2C总线引脚、第一复位信号引脚分别连接一路缓冲保护电路后与所述第一端口连接。
4.根据权利要求2所述的一种兼容多种通信接口的系统，其特征在于：所述缓冲保护电路由缓冲电路和保护电路依次连接构成；所述保护缓冲电路由保护电路和缓冲电路依次连接构成。
5.根据权利要求2所述的一种兼容多种通信接口的系统，其特征在于：所述第二端口还连接保护电路和电源电路，电源电路分别连接辅助芯片和网络芯片。
Priority Applications (1)
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