CN215818194U - 电口模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电口模块，该电口模块包括金手指接口模块、物理层收发模块、以太网接口模块和现场可编程门阵列模块，金手指接口模块用于接收上位机发出的以太网电信号，物理层收发模块与金手指接口模块连接，物理层收发模块用于接收金手指接口模块发送的以太网信号，以太网接口模块与物理层收发模块连接，以太网接口模块用于接收物理层收发模块发射的以太网信号，现场可编程门阵列模块分别与物理层收发模块和金手指接口模块通信连接。本实用新型技术方案由于现场可编程门阵列模块可以在线对物理层收发模块的寄存器进行配置，以匹配不同接口类型、速率类型的设备，提高了电口模块的兼容性。

Description

电口模块

技术领域

本实用新型涉及现场通信技术领域，特别涉及一种电口模块。

背景技术

目前，大多数数据中心内设备间的链路距离在10m到100m之间，使用SFP+电口模块能弥补这区间的不足，其中，电口是服务器和网络中对RJ45等各种双绞线接口的统称，主要指铜缆，包括普通的网线和射频同轴电缆，是处理电信号的，由于这些端口都使用电作为信息的承载介质，故统称为电口，而电口模块又被称为光口转电口模块、光电转换光模块，它是一种支持热插拔、封装形式是SFP的模块，连接器类型是RJ45，主要应用于短距离数据传输。

传统电口模块由于电口模块对外通信协议和PHY芯片通信协议不同，不方便系统设备直接操作PHY芯片，因此多采用硬件管脚配置方式完成对PHY芯片的配置，这导致无法实现不同设备的兼容，要准备多种配置的模块，模块型号众多，不方便备货管理。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种电口模块，旨在解决电口模块兼容性低的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提出的电口模块包括：

金手指接口模块，所述金手指接口模块用于接收上位机发出的以太网电信号；

物理层收发模块，所述物理层收发模块与所述金手指接口模块连接，所述物理层收发模块用于接收所述金手指接口模块发送的以太网信号；

以太网接口模块，所述以太网接口模块与所述物理层收发模块连接，所述以太网接口模块用于接收所述物理层收发模块发射的以太网信号；

现场可编程门阵列模块，所述现场可编程门阵列模块分别与所述物理层收发模块和所述金手指接口模块通信连接。

可选地，所述金手指接口模块具有I2C接口，所述物理层收发模块具有MDIO接口，所述现场可编程门阵列模块分别与所述I2C接口和所述MDIO接口通信连接。

可选地，所述物理层收发模块包括：

物理层收发芯片，所述物理层收发芯片分别与所述金手指接口模块、所述以太网接口模块和所述现场可编程门阵列模块连接，所述物理层收发芯片用于将所述金手指接口模块发送的以太网信号发送至所述以太网接口模块，以及用于对接收的以太网信号解码和编码。

可选地，所述电口模块还包括：

时钟电路模块，所述时钟电路模块分别与所述物理层收发模块和所述现场可编程门阵列模块连接，所述时钟电路模块用于为所述物理层收发模块和所述现场可编程门阵列模块提供外部同步时钟。

可选地，所述电口模块还包括：

电源管理模块，所述电源管理模块分别与所述金手指接口模块和所述物理层收发模块连接，所述电源管理模块用于将自所述金手指接口模块接收的电压转换为若干大小的电压并将其输出至所述物理层收发模块。

可选地，所述电源管理模块包括：

上电缓启动电路，所述上电缓启动电路分别与所述金手指接口模块和所述物理层收发模块连接，所述上电缓启动电路用于延迟导通所述物理层收发模块；

直流转换电路，所述直流转换电路分别与所述金手指接口模块和所述物理层收发模块连接，所述直流转换电路用于将自所述金手指接口模块接收的电压转换为若干大小的电压并将其输出至所述物理层收发模块。

可选地，所述上电缓启动电路包括：

MOS管，所述MOS管的源极与所述金手指接口模块连接，所述MOS管的漏极与所述MOS管的栅极均和所述物理层收发模块连接。

可选地，所述电口模块还包括：

初始配置模块，所述初始配置模块与所述物理层收发模块连接，所述初始配置模块用于初始化所述物理层收发模块。

可选地，所述以太网接口模块包括：

RJ45接口，所述RJ45接口与所述物理层收发模块。

可选地，所述以太网接口模块还包括：

以太网变压器，所述RJ45接口通过所述以太网变压器与所述物理层收发模块连接。

本实用新型技术方案的现场可编程门阵列模块分别与物理层收发模块和金手指接口模块通信连接，以实现物理层收发模块和金手指接口模块的实时通信，由于现场可编程门阵列模块的运行速度取决于晶振速度，因此现场可编程门阵列模块的运行稳定，对控制操作物理层收发模块无延时，配置效率高，能够快速更改物理层收发模块寄存器内的配置，并实时反映电口模块的工作状态，同时，由于现场可编程门阵列模块可以在线对物理层收发模块的寄存器进行配置，以匹配不同接口类型、速率类型的设备，提高了电口模块的兼容性，便于用户进行库存管理。

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型电口模块一实施例的结构示意图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，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。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种电口模块，用于解决电口模块兼容性低的技术问题。

在本实用新型实施例中，如图1所示，该电口模块100包括金手指接口模块1、物理层收发模块2、以太网接口模块3和现场可编程门阵列模块4，金手指接口模块1用于接收上位机发出的以太网电信号，物理层收发模块2与金手指接口模块1连接，物理层收发模块2用于接收金手指接口模块1发送的以太网信号，以太网接口模块3与物理层收发模块2连接，以太网接口模块3用于接收物理层收发模块2发射的以太网信号，现场可编程门阵列模块4分别与物理层收发模块2和金手指接口模块1通信连接。

金手指，是指插槽插口的接触部分，该接触部分存在排列的金黄色金属接口，该接触部分因为要提高接触面的导电性，一般用铜合金或者用黄金合金制成获得金黄色金属接口，金黄色金属接口极大的提高导电性能，所以称为金手指。

现场可编程门阵列模块4(Fieldprogrammable gate array，简称FPGA)，FPGA是一种半订制电路，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点，FPGA支撑I2C接口和MDIO接口的实时通信接口协议转换，可以对PHY芯片进行读写操作，其运行速度取决于晶振速度，对PHY芯片操作无延时，尤其适合高度接口电路。

本实用新型技术方案的金手指接口模块1接收到上位机发出的以太网电信号之后，将该以太网电信号发送至物理层收发模块2，物理层收发模块2再将该以太网电信号发送至以太网接口模块3，然后通过以太网电信号将从物理层收发模块2接收的以太网电信号发射，通过物理层收发模块2接收和发射以太网电信号，实现以太网电信号的传输；现场可编程门阵列模块4分别与物理层收发模块2和金手指接口模块1通信连接，以实现物理层收发模块2和金手指接口模块1的实时通信，由于现场可编程门阵列模块4的运行速度取决于晶振速度，因此现场可编程门阵列模块4的运行稳定，对控制操作物理层收发模块2无延时，配置效率高，能够快速更改物理层收发模块2寄存器内的配置，并实时反映电口模块100的工作状态，同时，由于现场可编程门阵列模块4可以在线对物理层收发模块2的寄存器进行配置，以匹配不同接口类型、速率类型的设备，提高了电口模块100的兼容性，便于用户进行库存管理。

在本实施例中，金手指接口模块1接收以太网MAC发送的以太网电信号，以太网接口模块3可以用于连接网线，以进行传输以太网电信号。

在本实施例中，现场可编程门阵列模块4可以配置物理层收发模块2的接口类型、速率类型、工作模式、网线类型、流量控制等功能，其中，接口类型包括USXGMII、XFI、RXAUI、5GBASE-R、2500BASE-X和SGMII，速率类型包括10M、100M、1000M、2.5G、5G和10G，工作模式包括单双工、半双工和全双工；现场可编程门阵列模块4可以实时读取电口模块100的端口当前状态，该端口当前状态包括link up、link down和link速度，还可以读取Los状态、物理层收发模块2是否正常工作等。

在一实施例中，金手指接口模块1具有I2C接口，物理层收发模块2具有MDIO接口，现场可编程门阵列模块4分别与I2C接口和MDIO接口通信连接，以实现I2C接口和MDIO接口的实时通信，使得现场可编程门阵列模块4可以在线配置物理层收发模块2的寄存器。

在一实施例中，物理层收发模块2包括物理层收发芯片，物理层收发芯片分别与金手指接口模块1、以太网接口模块3和现场可编程门阵列模块4连接，物理层收发芯片用于将金手指接口模块1发送的以太网信号发送至以太网接口模块3，以及用于对接收的以太网信号解码和编码，从而通过现场可编程门阵列模块4对物理收发芯片进行操作。

在本实施例中，物理层收发芯片具有MDIO接口，现场可编程门阵列模块4通过MDIO接口与物理层收发芯片通信连接。

在本实施例中，物理层收发芯片可以为PHY芯片(Port Physical Layer，简称PHY)，PHY芯片可称之为端口物理层，是对OSI模型物理层的共同简称。

在一实施例中，如图1所示，电口模块100还包括时钟电路模块5，时钟电路模块5分别与物理层收发模块2和现场可编程门阵列模块4连接，时钟电路模块5用于为物理层收发模块2和现场可编程门阵列模块4提供外部同步时钟，

可以理解地，时钟电路可以包括晶振、第一电容以及第二电容，时钟电路还可以为其他晶振电路，本实施例在此不作限定。

在一实施例中，如图1所示，电口模块100还包括电源管理模块6，电源管理模块6分别与金手指接口模块1和物理层收发模块2连接，电源管理模块6用于将自金手指接口模块1接收的电压转换为若干大小的电压并将其输出至物理层收发模块2，以为每个元件提供最佳的工作电压，降低电口模块100的总功耗。

在一实施例中，电源管理模块6包括直流转换电路，直流转换电路分别与金手指接口模块1和物理层收发模块2连接，直流转换电路用于将自金手指接口模块1接收的电压转换为若干大小的电压并将其输出至物理层收发模块2，以为各个元件提供最合适的电压，降低电口模块100的总功耗。

电源管理模块6还包括上电缓启动电路，上电缓启动电路分别与金手指接口模块1和物理层收发模块2连接，上电缓启动电路用于延迟导通物理层收发模块2，以用于保护各个元件，避免金手指接口模块1在热拔插时产生浪涌而损坏各个元件。

在本实施例中，当直流转换电路的上电电压为3.3V时，通过直流转换电路可以输出+3.3V、+2V、+1.5V以及+0.8V的电压，本实施例在此不作限定。

在一实施例中，上电缓启动电路包括MOS管，MOS管的源极与金手指接口模块1连接，MOS管的漏极与MOS管的栅极均和物理层收发模块2连接，以通过MOS管延迟导通物理层收发模块2，避免金手指接口模块1在热拔插时产生浪涌而损坏各个元件。

在一实施例中，如图1所示，电口模块100还包括初始配置模块7，初始配置模块7与物理层收发模块2连接，初始配置模块7用于初始化物理层收发模块2，初始配置模块7存储有物理层收发模块2的初始配置参数，当电口模块100刚刚启动时，可以通过初始配置模块7将其上存储的初始配置参数配置在物理层收发模块2，使得金手指接口模块1可以与物理层收发模块2连接，以便物理层收发模块2传输以太网电信号。

在本实施例中，在刚启动电口模块100时，通过初始配置模块7对物理层收发模块2进行初始配置，以使金手指接口模块1与物理层收发模块2连接，从而可以正常传输以太网电信号，然后，当需要改变物理层收发模块2的配置时，可以通过现场可编程门阵列模块4对物理层收发模块2进行配置，以使物理层收发模块2匹配不同的接口类型以及不同的速率类型。

在本实施例中，初始配置模块7可以为SPI Flash，其中SPI(Serial PeripheralInterface，简称SPI)是指串行外设接口，Flash是指非易失性存储介质。

在一实施例中，如图1所示，以太网接口模块3包括RJ45接口31，RJ45接口31与物理层收发模块2，RJ45接口31是一种用于数据传输的网卡接口，可以用于连接网线。

在一实施例中，如图1所示，以太网接口模块3还包括以太网变压器32，RJ45接口31通过以太网变压器32与物理层收发模块2连接，以太网变压器32可以在RJ45接口31连接到不同电压的网口时保护电口模块100内的各个元件不被干扰，避免了电口模块100的各个元件被损坏的情况出现，提高了电口模块100的抗干扰能力，还可以增强信号，增加传输距离。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电口模块，其特征在于，所述电口模块包括：

金手指接口模块，所述金手指接口模块用于接收上位机发出的以太网电信号；

物理层收发模块，所述物理层收发模块与所述金手指接口模块连接，所述物理层收发模块用于接收所述金手指接口模块发送的以太网信号；

以太网接口模块，所述以太网接口模块与所述物理层收发模块连接，所述以太网接口模块用于接收所述物理层收发模块发射的以太网信号；

现场可编程门阵列模块，所述现场可编程门阵列模块分别与所述物理层收发模块和所述金手指接口模块通信连接。

2.如权利要求1所述的电口模块，其特征在于，所述金手指接口模块具有I2C接口，所述物理层收发模块具有MDIO接口，所述现场可编程门阵列模块分别与所述I2C接口和所述MDIO接口通信连接。

3.如权利要求1所述的电口模块，其特征在于，所述物理层收发模块包括：

物理层收发芯片，所述物理层收发芯片分别与所述金手指接口模块、所述以太网接口模块和所述现场可编程门阵列模块连接，所述物理层收发芯片用于将所述金手指接口模块发送的以太网信号发送至所述以太网接口模块，以及用于对接收的以太网信号解码和编码。

4.如权利要求1所述的电口模块，其特征在于，所述电口模块还包括：

时钟电路模块，所述时钟电路模块分别与所述物理层收发模块和所述现场可编程门阵列模块连接，所述时钟电路模块用于为所述物理层收发模块和所述现场可编程门阵列模块提供外部同步时钟。

5.如权利要求1所述的电口模块，其特征在于，所述电口模块还包括：

电源管理模块，所述电源管理模块分别与所述金手指接口模块和所述物理层收发模块连接，所述电源管理模块用于将自所述金手指接口模块接收的电压转换为若干大小的电压并将其输出至所述物理层收发模块。

6.如权利要求5所述的电口模块，其特征在于，所述电源管理模块包括：

上电缓启动电路，所述上电缓启动电路分别与所述金手指接口模块和所述物理层收发模块连接，所述上电缓启动电路用于延迟导通所述物理层收发模块；

直流转换电路，所述直流转换电路分别与所述金手指接口模块和所述物理层收发模块连接，所述直流转换电路用于将自所述金手指接口模块接收的电压转换为若干大小的电压并将其输出至所述物理层收发模块。

7.如权利要求6所述的电口模块，其特征在于，所述上电缓启动电路包括：

MOS管，所述MOS管的源极与所述金手指接口模块连接，所述MOS管的漏极与所述MOS管的栅极均和所述物理层收发模块连接。

8.如权利要求1所述的电口模块，其特征在于，所述电口模块还包括：

初始配置模块，所述初始配置模块与所述物理层收发模块连接，所述初始配置模块用于初始化所述物理层收发模块。

9.如权利要求1所述的电口模块，其特征在于，所述以太网接口模块包括：

RJ45接口，所述RJ45接口与所述物理层收发模块。

10.如权利要求9所述的电口模块，其特征在于，所述以太网接口模块还包括：

以太网变压器，所述RJ45接口通过所述以太网变压器与所述物理层收发模块连接。

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