CN212649487U - 一种以太网接口装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例提供一种以太网接口装置，包括：标准以太网接口、车载以太网接口、数据格式转换模块以及速率选择开关；其中，标准以太网接口用于提供100Base‑TX或1000Base‑T的标准以太网接口；车载以太网接口用于提供100Base‑T1或1000Base‑T1的车载以太网接口；数据格式转换模块分别与标准以太网接口以及车载以太网接口连接，用于实现符合100Base‑T1的数据与符合100Base‑TX的数据之间的第一转换，或用于实现符合1000Base‑T1的数据与符合1000Base‑T的数据之间的第二转换；速率选择开关用于对数据格式转换模块实现第一转换或实现第二转换进行选择。
Description
技术领域
本实用新型涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种以太网接口装置。
背景技术
随着信息化时代的到来和快速发展，以太网技术已经成为了汽车通信领域的重要手段，市场发展前景广阔。近年来汽车电子化的快速发展，车内电子产品数量逐渐增加，复杂性日益提高，以太网所具有的技术优势可以很好地满足汽车制造商对车内互联网络的需求，与此同时，车载以太网与标准以太网之间的相互转换也成为了备受关注的话题。
在现有技术中，车载以太网存在两种速率标准，即100Base-T1和1000Base-T1，针对两种不同速率的接口需要单独开发百兆以太网转换装置和千兆以太网转换装置，即通过百兆以太网转换装置实现100Base-TX的标准以太网与100Base-T1的车载以太网之间的相互转换；通过千兆以太网转换装置实现1000Base-T的标准以太网与1000Base-T1的车载以太网之间的相互转换。
现有技术中，使用两套不同的以太网转换装置实现不同速率的以太网转换，增加了设备数量，提高了布线难度，降低了工作效率。
实用新型内容
针对现有技术中的缺陷，本实用新型实施例提供一种以太网接口装置。
本实用新型实施例提供一种以太网接口装置，包括：标准以太网接口、车载以太网接口、数据格式转换模块以及速率选择开关；其中，
所述标准以太网接口用于提供100Base-TX或1000Base-T的标准以太网接口；
所述车载以太网接口用于提供100Base-T1或1000Base-T1的车载以太网接口；
所述数据格式转换模块分别与所述标准以太网接口以及所述车载以太网接口连接，用于实现符合100Base-T1的数据与符合100Base-TX的数据之间的第一转换，或用于实现符合1000Base-T1的数据与符合1000Base-T的数据之间的第二转换；
所述速率选择开关用于对所述数据格式转换模块实现所述第一转换或实现所述第二转换进行选择。
可选的，在所述的以太网接口装置中，还包括晶振模块；
所述晶振模块与所述数据格式转换模块连接，用于为所述数据格式转换模块提供参考时钟信号。
可选的，在所述的以太网接口装置中，还包括复位模块；
所述复位模块与所述数据格式转换模块连接，用于为所述数据格式转换模块提供复位信号。
可选的，在所述的以太网接口装置中，所述标准以太网接口包括RJ45接口、千兆网络变压器；
所述RJ45接口与所述千兆网络变压器连接，所述千兆网络变压器还连接到所述数据格式转换模块。
可选的，在所述的以太网接口装置中，所述车载以太网接口包括共模电感、耦合电容以及连接器；
其中，所述共模电感、耦合电容以及连接器依次连接，所述共模电感还连接到所述数据格式转换模块。
可选的，在所述的以太网接口装置中，所述数据格式转换模块包括：标准以太网物理层芯片，车载以太网物理层芯片；
所述标准以太网物理层芯片用于接收和发送符合100Base-TX或1000Base-T的数据；
所述车载以太网物理层芯片用于接收和发送符合100Base-T1或1000Base-T1的数据。
可选的，在所述的以太网接口装置中，所述标准以太网物理层芯片为Marvell芯片88E1111；所述车载以太网物理层芯片为Marvell芯片88Q2112。
可选的，在所述的以太网接口装置中，所述速率选择开关为跳线帽排针或拨码开关。
本实用新型实施例提供的以太网接口装置，通过数据格式转换模块实现了符合100Base-T1的数据与符合100Base-TX的数据之间的第一转换，或用于实现符合1000Base-T1的数据与符合1000Base-T的数据之间的第二转换，节省了设备数量，提高了工作效率。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例提供的以太网接口装置结构图；
图2为本实用新型另一实施例提供的以太网接口装置结构图；
图3为本实用新型再一实施例提供的以太网接口装置结构图；
图4为本实用新型实施例提供的以太网接口装置实例示意图；
图5为本实用新型实施例提供的测试实例示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
以太网是应用最为广泛的局域网，包括标准以太网、快速以太网和10G以太网，采用的是CSMA/CD访问控制法。车载以太网是用于连接汽车内各种电气设备的一种物理网络，使用单对非屏蔽电缆以及更小型紧凑的连接器。
由于标准以太网不能满足汽车OEM厂商对EMI(电磁干扰)和RF(辐射)的要求，民用的100Base-TX和1000Base-T的辐射噪声很难控制，并且承受噪声干扰的能力比较差；车载系统对于传感器及控制系统的响应速度有非常高的要求，而标准以太网不能保证毫秒级别(或更小)的传输延迟；标准以太网没有提供网络设备之间进行时钟同步的方法，无法保证多个设备同一时刻针对数据进行同步采样(尤其是音视频数据)，因此对车载以太网的需求日益增加。
车载以太网的设计是为了满足车载环境中的一些特殊需求。例如，满足车载设备对于电气特性的要求；满足车载设备对高带宽、低延迟以及音视频同步等应用的要求；满足车载系统对网络管理的需求等。因此可以理解为，车载以太网在民用以太网协议的基础上，改变了物理接口的电气特性，并结合车载网络需求专门定制了一些新标准。
在现有技术中，车载以太网存在两种速率标准，即100Base-T1和1000Base-T1，针对两种不同速率的接口需要单独开发百兆以太网转换装置和千兆以太网转换装置，即通过百兆以太网转换装置实现100Base-TX的标准以太网与100Base-T1的车载以太网之间的相互转换；通过千兆以太网转换装置实现1000Base-T的标准以太网与1000Base-T1的车载以太网之间的相互转换。使用两套不同的以太网转换装置实现不同速率的以太网转换，增加了设备数量，提高了布线难度，降低了工作效率。
本实用新型实施例提供一种以太网接口装置，使用同一套装置即可实现100Base-TX的标准以太网与100Base-T1的车载以太网之间的相互转换和1000Base-T的标准以太网与1000Base-T1的车载以太网之间的相互转换。
图1为本实用新型实施例提供的以太网接口装置结构图，如图1所示，本实用新型实施例提供的以太网接口装置，包括：标准以太网接口101、车载以太网接口102、数据格式转换模块103以及速率选择开关104；其中，
所述标准以太网接口101用于提供100Base-TX或1000Base-T的标准以太网接口；
所述车载以太网接口102用于提供100Base-T1或1000Base-T1的车载以太网接口；
所述数据格式转换模块103分别与所述标准以太网接口101以及所述车载以太网接口102连接，用于实现符合100Base-T1的数据与符合100Base-TX的数据之间的第一转换，或用于实现符合1000Base-T1的数据与符合1000Base-T的数据之间的第二转换；
所述速率选择开关104用于对所述数据格式转换模块103实现所述第一转换或实现所述第二转换进行选择。
具体地说，在本实用新型实施例提供的以太网接口装置中，以太网接口是指以太网中网络数据连接的端口。常见的以太网接口有SC光纤接口、RJ45接口，FDDI接口、AUI接口、BNC接口以及Console接口等。
在本实用新型实施例中，所述标准以太网接口101包括RJ45接口、千兆网络变压器；其中，所述RJ45接口与所述千兆网络变压器连接，所述千兆网络变压器还连接到所述数据格式转换模块103。
所述RJ45接口是现有技术中最常见的网络设备接口，俗称“水晶头”，专业术语为RJ-45连接器，属于双绞线以太网接口类型。RJ45插头只能沿固定方向插入，设有一个塑料弹片与RJ45插槽卡住以防止脱落。RJ45接口在10Base-T以太网、100Base-TX以太网、1000Base-TX以太网中都可以使用，传输介质均为双绞线，使用1000Base-TX千兆以太网连接时，至少要使用超五类线。
所述千兆网络变压器也可称作千兆网络隔离变压器，主要用在网络交换机、路由器、网卡、集线器里面，起到信号耦合、高压隔离、阻抗匹配、电磁干扰抑制等作用。在本实用新型实施例中的网络接口上所起的作用主要有两个：一是传输数据，将物理层PHY送出来的差分信号用差模耦合的线圈耦合滤波以增强信号，并且通过电磁场的转换耦合到不同电平的连接网线的另外一端；二是隔离网线连接的不同网络设备间的不同电平，以防止不同电压通过网线传输损坏设备。
所述标准以太网接口101使用标准超5类以太网线缆与PC主机或交换机等标准以太网接口互连。所述千兆网络变压器实现标准以太网和数据格式转换模块之间的信号传输。
在本实用新型实施例中，所述车载以太网接口102包括共模电感、耦合电容以及连接器；其中，所述共模电感、耦合电容以及连接器依次连接，所述共模电感还连接到所述数据格式转换模块103。
所述共模电感也叫共模扼流圈，常用于电脑的开关电源中过滤共模的电磁干扰信号。在板卡设计中，共模电感也是起EMI滤波的作用，用于抑制高速信号线产生的电磁波向外辐射发射。
所述耦合电容又称电场耦合或静电耦合，是由于分布电容的存在而产生的一种耦合方式。作用是将交流信号从前一级传到下一级。
车载以太网接口102使用一对超5类非屏蔽双绞线和车载以太网终端节点设备相连，实现接口的转换测试。信号经过共模电感过滤和耦合电容传递实现在数据格式转换模块103与车载连接器之间的信号传输。
在本实用新型实施例中，所述数据格式转换模块103包括：标准以太网物理层芯片，车载以太网物理层芯片；其中，所述标准以太网物理层芯片用于接收和发送符合100Base-TX或1000Base-T的数据；所述车载以太网物理层芯片用于接收和发送符合100Base-T1或1000Base-T1的数据。
物理层芯片，即PHY芯片，一般指与外部信号接口的芯片，定义了数据传送与接收所需要的电与光信号、线路状态、时钟基准、数据编码和电路等。
标准以太网物理层芯片和车载以太网物理层芯片共同作用，以实现车载以太网与标准以太网之间的相互转换。所述标准以太网物理层芯片用于接收和发送符合100Base-TX或1000Base-T的数据，例如：Marvell芯片88E1111、Marvell芯片88E1512等。所述车载以太网物理层芯片用于接收和发送符合100Base-T1或1000Base-T1的数据，例如：Broadcom芯片BCM89881、Marvell芯片88Q2112、Marvell芯片88Q2110等。
在本实用新型实施例中，所述标准以太网物理层芯片为Marvell芯片88E1111；所述车载以太网物理层芯片为Marvell芯片88Q2112。需要说明的是，在本实用新型实施例中，不对芯片的型号做具体地限定。
所述Marvell芯片88E1111是一款10Base-T/100Base-TX/1000Base-T以太网物理层收发器(PHY)，使用标准数字CMOS工艺制造，结合内部所有所需有源电路，实现了在标准超5类非屏蔽双绞线上接收和发送数据；所述Marvell芯片88Q2112是一款100/1000Base-T1以太网物理层收发器(PHY)，实现单对双绞线上信号传输，采用标准数字CMOS工艺，结合内部所有所需有源电路，实现了在一对双绞线上同时接收和发送数据，实现多种车载应用，例如：车载信息娱乐系统、高级驾驶辅助系统、车载诊断及车身电子等。
在本实用新型实施例中，所述速率选择开关104为跳线帽排针或拨码开关。速率选择开关为标准以太网物理层芯片和车载以太网物理层芯片提供工作模式配置使用，可根据车载以太网终端节点工作模式，配置车载以太网不同模式，包括：车载以太网100Base-T1/Master、车载以太网100Base-T1/Slave、车载以太网1000Base-T1/Master、车载以太网1000Base-T1/Slave。
需要说明的是，Master-Slave即主从设备模式，将一个原始任务分解成若干个语义等同的子任务，并由专门的工作者线程来并行执行这些任务，原始任务的结果是通过整合各个子任务的处理结果形成的。标准以太网物理层芯片采用端口自协商模式，不支持Master-Slave模式；车载以太网物理层芯片支持Master-Slave模式，与车载以太网终端节点配合使用，对接两端必须一个是Master，一个是Slave。Slave一端不使用自己的时钟，从接收到的信号中恢复时钟，发送信号时就使用恢复出来的时钟，可以有效地保证双方同步。
本实用新型实施例提供的以太网接口装置，通过数据格式转换模块实现了符合100Base-T1的数据与符合100Base-TX的数据之间的第一转换，或用于实现符合1000Base-T1的数据与符合1000Base-T的数据之间的第二转换，节省了设备数量，提高了工作效率。
基于上述实施例，可选的，图2为本实用新型另一实施例提供的以太网接口装置结构图，如图2所示，所述以太网接口装置还包括：晶振模块105；
所述晶振模块105与所述数据格式转换模块103连接，用于为所述数据格式转换模块103提供参考时钟信号。
具体地说，晶振模块为标准以太网物理层芯片和车载以太网物理层芯片提供25M参考时钟。
本实用新型实施例提供的以太网接口装置，通过数据格式转换模块实现了符合100Base-T1的数据与符合100Base-TX的数据之间的第一转换，或用于实现符合1000Base-T1的数据与符合1000Base-T的数据之间的第二转换，通过晶振模块为数据格式转换模块提供参考时钟，节省了设备数量，提高了工作效率。
基于上述实施例，可选的，图3为本实用新型再一实施例提供的以太网接口装置结构图，如图3所示，所述以太网接口装置还包括：复位模块106；
所述复位模块106与所述数据格式转换模块103连接，用于为所述数据格式转换模块103提供复位信号。
具体地说，复位模块为标准以太网物理层芯片和车载以太网物理层芯片提供复位信号，标准以太网物理层芯片和车载以太网物理层芯片复位完成后，以太网接口装置可正常工作，提供标准以太网和车载以太网接口转换通信。
本实用新型实施例提供的以太网接口装置，通过数据格式转换模块实现了符合100Base-T1的数据与符合100Base-TX的数据之间的第一转换，或用于实现符合1000Base-T1的数据与符合1000Base-T的数据之间的第二转换，通过复位模块为数据格式转换模块提供复位信号，节省了设备数量，提高了工作效率。
基于上述实施例，可选的，图4为本实用新型实施例提供的以太网接口装置实例示意图，如图4所示，所述以太网接口装置包括：RJ45接口、千兆网络变压器、标准以太网物理层芯片Marvell芯片88E1111、车载以太网物理层芯片Marvell芯片88Q2112、共模电感、耦合电容、连接器、速率选择开关、电源、25M晶振以及复位。
其中，RJ45接口、千兆网络变压器、标准以太网物理层芯片Marvell芯片88E1111、车载以太网物理层芯片Marvell芯片88Q2112、共模电感、耦合电容、连接器依次连接；25M晶振及复位与标准以太网物理层芯片Marvell芯片88E1111和车载以太网物理层芯片Marvell芯片88Q2112相连；速率选择开关包括跳线帽排针或拨码开关；电源包括电源接口和电源芯片。
具体地说，标准以太网接口使用标准超5类以太网线缆和PC主机或者交换机等标准以太网接口互连；车载以太网接口使用一对超5类非屏蔽双绞线和车载以太网终端节点设备相连；速率选择开关为标准以太网物理层芯片Marvell芯片88E1111和车载以太网物理层芯片Marvell芯片88Q2112提供工作模式配置使用，可根据车载以太网终端节点工作模式，配置车载以太网100Base-T1/Master、车载以太网100Base-T1/Slave、车载以太网1000Base-T1/Master、车载以太网1000Base-T1/Slave等不同模式；电源供电接口配置完成后给装置提供12V电源；装置启动后25M晶振为标准以太网物理层芯片Marvell芯片88E1111和车载以太网物理层芯片Marvell芯片88Q2112提供25M参考时钟；复位为标准以太网物理层芯片Marvell芯片88E1111和车载以太网物理层芯片Marvell芯片88Q2112提供复位信号，标准以太网物理层芯片Marvell芯片88E1111和车载以太网物理层芯片Marvell芯片88Q2112复位完成后，装置可正常工作，提供标准以太网和车载以太网接口转换通信。
本实用新型实施例提供的以太网接口装置，通过数据格式转换模块实现了符合100Base-T1的数据与符合100Base-TX的数据之间的第一转换，或用于实现符合1000Base-T1的数据与符合1000Base-T的数据之间的第二转换，节省了设备数量，提高了工作效率。
基于上述实施例，可选的，图5为本实用新型实施例提供的测试实例示意图，如图5所示，所述以太网接口装置使用PC机作为上位机进行调试测试是比较通行的手段，对于车载以太网终端设备，通过本装置，可以将车载以太网两线接口转换为标准以太网接口，实现和PC机通信。对于目前车载以太网存在的100Base-T1和1000Base-T1接口，由于没有自协商，无法自动完成速率匹配，可通过本装置拨码进行配置后实现速率的匹配使用。
具体地说，当速率选择开关置于100Base-T1车载以太网时，通过本装置可以实现100Base-T1车载以太网与100Base-TX标准以太网之间的相互转换；当速率选择开关置于1000Base-T1车载以太网时，通过本装置可以实现1000Base-T1车载以太网与1000Base-T标准以太网之间的相互转换。
本实用新型实施例提供的以太网接口装置，通过数据格式转换模块实现了符合100Base-T1的数据与符合100Base-TX的数据之间的第一转换，或用于实现符合1000Base-T1的数据与符合1000Base-T的数据之间的第二转换，节省了设备数量，提高了工作效率。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种以太网接口装置，其特征在于，包括：标准以太网接口(101)、车载以太网接口(102)、数据格式转换模块(103)以及速率选择开关(104)；其中，
所述标准以太网接口(101)用于提供100Base-TX或1000Base-T的标准以太网接口；
所述车载以太网接口(102)用于提供100Base-T1或1000Base-T1的车载以太网接口；
所述数据格式转换模块(103)分别与所述标准以太网接口(101)以及所述车载以太网接口(102)连接，用于实现符合100Base-T1的数据与符合100Base-TX的数据之间的第一转换，或用于实现符合1000Base-T1的数据与符合1000Base-T的数据之间的第二转换；
所述速率选择开关(104)用于对所述数据格式转换模块(103)实现所述第一转换或实现所述第二转换进行选择。
2.根据权利要求1所述的以太网接口装置，其特征在于，还包括晶振模块(105)；
所述晶振模块(105)与所述数据格式转换模块(103)连接，用于为所述数据格式转换模块(103)提供参考时钟信号。
3.根据权利要求1或2所述的以太网接口装置，其特征在于，还包括复位模块(106)；
所述复位模块(106)与所述数据格式转换模块(103)连接，用于为所述数据格式转换模块(103)提供复位信号。
4.根据权利要求1所述的以太网接口装置，其特征在于，所述标准以太网接口(101)包括RJ45接口、千兆网络变压器；
所述RJ45接口与所述千兆网络变压器连接，所述千兆网络变压器还连接到所述数据格式转换模块(103)。
5.根据权利要求1所述的以太网接口装置，其特征在于，所述车载以太网接口(102)包括共模电感、耦合电容以及连接器；
其中，所述共模电感、耦合电容以及连接器依次连接，所述共模电感还连接到所述数据格式转换模块(103)。
6.根据权利要求1所述的以太网接口装置，其特征在于，所述数据格式转换模块(103)包括：标准以太网物理层芯片，车载以太网物理层芯片；
所述标准以太网物理层芯片用于接收和发送符合100Base-TX或1000Base-T的数据；
所述车载以太网物理层芯片用于接收和发送符合100Base-T1或1000Base-T1的数据。
7.根据权利要求6所述的以太网接口装置，其特征在于，所述标准以太网物理层芯片为Marvell芯片88E1111；所述车载以太网物理层芯片为Marvell芯片88Q2112。
8.根据权利要求1所述的以太网接口装置，其特征在于，所述速率选择开关(104)为跳线帽排针或拨码开关。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |