CN205389207U - 一种以太网接口 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及以太网技术领域，特别地涉及一种以太网接口。本实用新型公开了一种以太网接口，包括MII读出模块和MII写入模块，所述MII读出模块从异步FIFO群中读取帧信息，处理后发送给以太网控制器芯片，所述MII写入MII模块从以太网控制器芯片中获取以太网帧，处理后将其写入异步FIFO群。本实用新型采用层次化模块化结构设计、易于移植和升级、可靠性高。
Description
技术领域
本实用新型属于以太网技术领域，具体地涉及一种易于移植和升级、可靠性高的以太网接口。
背景技术
由于以太网(Ethernet简称ETH)应用的广泛性和技术的先进性,不仅在商用领域形成了垄断性优势,在工业应用中也具有传统现场总线所无法比拟的优越性，正在逐步取代传统的现场总线技术。由于网络协议的开放性和兼容性，基于以太网统一平台，可以实现真正全开放的工业网络，使其成为当今工业控制首选网络。
以太网接口(简称ETH_IF)主要负责提供物理层的标准10/100Mbps的介质独立接口，是以太网应用中的一个重要模块，虽然现在市场上已有各种各样的太网接口ETH_IF，但是现有的以太网接口ETH_IF大多采用整体设计结构，不利于移植和升级。
发明内容
本实用新型目的在于为解决上述问题而提供一种采用层次化模块化结构设计、易于移植和升级、可靠性高的以太网接口。
为此，本实用新型公开了一种以太网接口，包括MII读出模块和MII写入模块，所述MII读出模块从异步FIFO群中读取帧信息，处理后发送给以太网控制器芯片，所述MII写入模块从以太网控制器芯片中获取以太网帧，处理后将其写入异步FIFO群，所述MII写入模块包括4/8转换器、PAUSE帧校验器、CRC-32校验器、帧长计数器和数据控制器，所述4/8转换器将4位数据转换为8位数据并传送给PAUSE帧校验器、CRC-32校验器、帧长计数器和数据控制器，所述PAUSE帧校验器检验PAUSE帧，并向MII读出模块传递暂停发送的信号，所述数据控制器对数据进行合成后写入异步FIFO群中，所述CRC-32校验器对数据进行CRC检验，并将检验结果写入异步FIFO群中，所述帧长计数器计数写入异步FIFO群中的数据长度，并将计数结果写入异步FIFO群，所述MII读出模块包括8/4转换器、PAUSE帧计数器、CRC-32校验器、IPG计数器、帧长计数器和数据控制器，所述IPG计数器用于帧间隔时间计数，所述数据控制器从异步FIFO群读取帧数据，并发送给8/4转换器、PAUSE帧计数器和CRC-32校验器，所述帧长计数器读取异步FIFO群中帧的长度信息，并输出结果给数据控制器，所述PAUSE帧计数器接收到PAUSE帧后开始计数，并将计数结果发送给数据控制器，所述CRC-32校验器对数据进行CRC检验，并将检验结果发送给8/4转换器，所述8/4转换器将8位数据转换成4位数据传输给以太网控制器芯片。
进一步的，还包括PAUSE帧产生处理模块，用于生成、接收并处理PAUSE帧。
进一步的，所述CRC-32校验器是输入数据为八位的并行电路。
本实用新型的有益技术效果：
本实用新型的以太网接口采用层次化模块化结构设计、易于移植和升级、可靠性高，数据传输速度快。
附图说明
图1为本实用新型实施例的结构示意图；
图2为本实用新型实施例的MII写入模块结构示意图；
图3为本实用新型实施例的MII读出模块结构示意图
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
如图1所示，一种以太网接口1，包括MII读出模块(以下简称TX_MII模块)12和MII写入模块(以下简称RX_MII模块)11，用于连接以太网控制器2和与实现时钟速率调整的异步FIFO群3，本实施例中，异步FIFO群3包括E1至Eth(以太网)读出异步FIFO群31和Eth至E1写入异步FIFO群32，TX_MII模块12负责将帧信息从E1至Eth读出异步FIFO群31中提取出来，并按照以太网帧格式的要求构建数据帧，再将其发送给以太网控制器2芯片。而RX_MII模块11则负责从以太网控制器2芯片中获取包含前导码、帧始校验符和FCS的完整以太网帧，在去掉前导码、帧始校验符和FCS这些数据链路层的控制字段和校验字段后，将帧其它信息段发给Eth至E1写入异步FIFO群32。
具体的，如图2所示，本实施例中，所述RX_MII模块11包括4/8转换器113、PAUSE帧校验器111、CRC-32校验器115、帧长计数器114和数据控制器112。
当RX_DV为高电平时，RX_MII模块11启动模块内各个功能块。4/8转换器113用于将以太网控制器2芯片传输过来的四位数据转换为8为数据，并且将数据缓存在一个四十位的寄存器内。在RX_DV为低电平也就是帧接收完后，接收到的帧FCS就储存在该寄存器内，便于和CRC-32校验器115生成的CRC相比较。4/8转换器113的八位数据分别传送给PAUSE帧校验器111、数据控制器112、CRC-32校验器115和帧长计数器114。
PAUSE帧校验器111依次查收字节，如果发现它们与PAUSE帧的格式完全相同，则开始按照帧内的暂停时间(pause_time)参数开始计数，并向TX_MII模块12传递暂停发送的信号，只有当暂停时间到达或者接收到暂停时间为零的PAUSE帧后，允许TX_MII模块12继续发送。
去掉前导码，帧界定符后，由于数据FIFO位宽为16位，所以数据控制器112需要将两字节合成16位数据才能传送到数据FIFO的数据线上，并依次写入数据FIFO中。如果该帧的长度为奇数，则将最后一个字节的数据放在前八位数据线上一并写入数据FIFO。
为了提高检验效率，根据CRC-32的生成多项式标准，CRC-32校验器115是输入数据为八位的并行电路，需要检验的数据从目的地址到数据的最后一位。由于每两个时钟才能接收到1个字节，还需要一个控制信号保证每一字节数据只被检验一次。当所有数据被检验过后，生成的CRC会和接收到的FCS的值相比较。
帧长计数器114按照接收到的字节数开始计数，并检验该帧的长度是否符合规范，它和CRC-32校验器115共同决定该帧是否为正确帧。当所有数据都被写入数据FIFO后，它把写入数据FIFO的长度写入长度FIFO中，并将校验结果写入校验FIFO中。
具体的，如图3所示，本实施例中，所述TX_MII模块12包括8/4转换器124、PAUSE帧计数器121、CRC-32校验器126、IPG计数器123、帧长计数器125和数据控制器122。
根据IEEE802.3的要求，传输两相邻的以太网帧之间需要满足96位的IFG(Inter-FrameGap帧间隔)，该时间段主要是为了让设备有准备时间以便于接收，对于2.5MHz或25MHz时钟，IFG皆为24个时钟周期。在TX_MII模块12在发送数据前，需要等待IFG。IFG计数器123用于帧间隔时间计数，累积计数达到24，即96位数据的传输时间流逝后，如果收到RX_MII模块11发来暂停发送信号，数据控制器122只能在收到缓冲区溢出警告消失后，按照暂停帧的格式，将其内容分别发给8/4转换器124和CRC-32校验器126，CRC-32校验器126将暂停帧的CRC校验值附在FCS域内，并通过8/4转换器124将暂停帧发送给以太网控制器2芯片。
若没有收到RX_MII模块11发来暂停发送信号，在发送过暂停时间为0xFFFF的暂停帧后，PAUSE帧计数器121则开始计数，当该计数器累积至重发PAUSE帧的触发数时，PAUSE帧计数器121向数据控制器122请求重发暂停时间为0xFFFF的暂停帧。该触发数的选取应考虑到在发送和接收最长帧的期间有两个IFG和链路传输时间一并发生的最糟情况，所以该触发数值应比暂停时间小3.2k位，即0xBFFF。
如果长度FIFO为非空，帧长计数器125将先从长度FIFO内读出该帧的长度，通告数据控制器122在传输帧数据之前预先发送加入作为控制信息的前导码和帧界定符。数据控制器122按照帧长度依次从数据FIFO中读出该帧的数据并依次通过8/4转换器124发送，最后将对帧数据校验而得的CRC置于紧跟在数据之后FCS域中，通过四位数据线送给以太网控制器2芯片。
由于32位的CRC需要紧随在数据之后，而CRC校验器126需要两个周期后方能输出CRC值，所以数据控制器122还需根据时序关系预先从数据FIFO内读取帧数据并保存到其它寄存器中，在发送最后的4位数据之前，应算出该以太网帧的CRC值。
进一步的，所述以太网接口1还包括PAUSE帧产生处理模块(图中未示出)，用于生成、接收并处理PAUSE帧以便保护缓冲区的数据安全。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。
Claims (3)
1.一种以太网接口，包括MII读出模块和MII写入模块，所述MII读出模块从异步FIFO群中读取帧信息，处理后发送给以太网控制器芯片，所述MII写入模块从以太网控制器芯片中获取以太网帧，处理后将其写入异步FIFO群，其特征在于：所述MII写入模块包括4/8转换器、PAUSE帧校验器、CRC-32校验器、帧长计数器和数据控制器，所述4/8转换器将4位数据转换为8位数据并传送给PAUSE帧校验器、CRC-32校验器、帧长计数器和数据控制器，所述PAUSE帧校验器检验PAUSE帧，并向MII读出模块传递暂停发送的信号，所述数据控制器对数据进行合成后写入异步FIFO群中，所述CRC-32校验器对数据进行CRC检验，并将检验结果写入异步FIFO群中，所述帧长计数器计数写入异步FIFO群中的数据长度，并将计数结果写入异步FIFO群，所述MII读出模块包括8/4转换器、PAUSE帧计数器、CRC-32校验器、IPG计数器、帧长计数器和数据控制器，所述IPG计数器用于帧间隔时间计数，所述数据控制器从异步FIFO群读取帧数据，并发送给8/4转换器、PAUSE帧计数器和CRC-32校验器，所述帧长计数器读取异步FIFO群中帧的长度信息，并输出结果给数据控制器，所述PAUSE帧计数器接收到PAUSE帧后开始计数，并将计数结果发送给数据控制器，所述CRC-32校验器对数据进行CRC检验，并将检验结果发送给8/4转换器，所述8/4转换器将8位数据转换成4位数据传输给以太网控制器芯片。
2.根据权利要求1所述的以太网接口，其特征在于：还包括PAUSE帧产生处理模块，用于生成、接收并处理PAUSE帧。
3.根据权利要求1所述的以太网接口，其特征在于：所述CRC-32校验器是输入数据为八位的并行电路。
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|---|---|---|---|---|
| CN109861921A (zh) * | 2019-01-21 | 2019-06-07 | 西安微电子技术研究所 | 一种面向以太网的自适应动态流控制系统及方法 |
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2016
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| CN109861921B (zh) * | 2019-01-21 | 2022-08-02 | 西安微电子技术研究所 | 一种面向以太网的自适应动态流控制方法 |
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