CN217985112U - 一种用于车载以太网的转接板及通讯系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于车载以太网的转接板及通讯系统，其通过将车载以太网信号转换到USB接口进行传输，方便PC机调试多路车载以太网，通过USB接口与PC机直接通讯，简化物理连接，提高稳定性，用于车载以太网的转接板包括相连接的：第一PHY模块通过车载以太网接口连接车载以太网设备，第一PHY模块能够将车载以太网信号从车载以太网接口转换到RGMII接口进行传输；第二PHY模块通过RGMII接口与第一PHY模块相连接，第二PHY模块能够将车载以太网信号从RGMII接口转换到USB接口进行传输，第二PHY模块通过USB接口连接PC机，在传输车载以太网信号的同时通过USB接口进行供电。

Description

一种用于车载以太网的转接板及通讯系统

技术领域

本实用新型涉及车载以太网技术领域，具体涉及一种用于车载以太网的转接板及通讯系统。

背景技术

随着电子产品的飞速发展与迭代更新，目前大部分新的车型都不同程度的采用了车载以太网来实现大量的数据传输以适应与日俱增的功能叠加，由于车载以太网较传统以太网存在本质区别，不可直接与PC通讯，实际在研发时存在以下问题：

随着车载网关逐渐集成百兆及千兆车载以太网，单个产品通常具有多路车载以太网，常规的电脑一般只有一个网口(TX)，要实现多路车载以太网同时调试比较困难；市面上买到的车载以太网转接板使用起来稳定性比较差，且只有100Base-T1到100Base-Tx的转接，用来研发及测试时时常无法区分问题出自待测产品还是转接板。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供了一种用于车载以太网的转接板及通讯系统，其通过将车载以太网信号转换到USB接口进行传输，方便PC机调试多路车载以太网，通过USB接口与PC机直接通讯，简化物理连接，提高稳定性。

其技术方案是这样的：一种用于车载以太网的转接板，其特征在于，包括相连接的：

第一PHY模块，所述第一PHY模块通过车载以太网接口连接车载以太网设备，所述第一PHY模块能够将车载以太网信号从车载以太网接口转换到RGMII接口进行传输；

第二PHY模块，所述第二PHY模块通过RGMII接口与所述第一PHY模块相连接，所述第二PHY模块能够将车载以太网信号从RGMII接口转换到USB接口进行传输，所述第二PHY模块通过所述USB接口连接PC机，在传输车载以太网信号的同时通过USB接口进行供电。

进一步的，还包括MCU模块，所述MCU模块与所述第一PHY模块及所述第二PHY模块相连接，用于切换所述第一PHY模块对于千兆车载以太网信号和百兆车载以太网信号的支持。

进一步的，所述MCU模块连接有第一拨码开关，所述第一PHY模块通过所述第一拨码开关切换千兆车载以太网/百兆车载以太网的配置。

进一步的，所述MCU模块连接有第二拨码开关，所述第二拨码开关用于切换车载以太网的Master/Slave工作模式。

进一步的，所述第一PHY模块包括第一PHY芯片，所述第一PHY芯片的型号为RTL9010，所述第二PHY模块包括第二PHY芯片，所述第二PHY芯片的型号为LAN7801。

第一PHY模块包括PHY芯片U3，PHY芯片U3通过千兆车载以太网接口连接车载以太网设备，PHY芯片U3的18、19端口分别连接到TVS二极管D2的1、4端口，TVS二极管D2的2、3端口连接到L2的1、4端口，L2的2、3端口分别连接电容C32、C33后连接到1000Base-T1连接器J2的2、1端口，电感L2是用于大电流注入(BCI)防护的共模电感，1000Base-T1连接器J2的3、4、5、6、7、8端口接地，1000Base-T1连接器J2的2端口连接电阻R35、电容C44连接并联的电阻R41、电阻R42后接地，1000Base-T1连接器J2的1端口连接电阻R34、电阻R39连接并联的电阻R41、电阻R42后接地，电阻R35、电容C44之间还有线路连接到电阻R34、电阻R39之间。

第二PHY模块包括PHY芯片U2，PHY芯片U3与PHY芯片U2相连接，PHY芯片U3的29、28、27、26、25、23端口连接到PHY芯片U2的12、14、15、16、17、13端口，PHY芯片U3的36、35、34、33、32、31端口连接到PHY芯片U2的8、6、5、4、9、10端口；PHY芯片U2的38、39、40、41、43、44端口分别连接到USB连接器J1的2、3、8、9、5、6端口，USB连接器J1的4、7、10、11端口接地，USB连接器J1的1端口提供5V电压，给用于车载以太网的转接板进行供电。

MCU芯片U4的12、11端口分别与PHY芯片U3的45、46端口以及PHY芯片U2的55、56端口相连接，MCU芯片U14的18端口连接到第一拨码开关J4的2端口，第一拨码开关J4的1、3端口分别对应百兆车载以太网100Base-T、千兆车载以太网1000Base-T1的配置；MCU芯片U4的19端口连接到第二拨码开关J3的2端口，第二拨码开关J4的1、3端口分别对应了车载以太网的Master和Slave的模式，通过调节第二拨码开关J3，对应切换车载以太网的Master/Slave工作模式。

一种多路车载以太网设备通讯系统，其特征在于，通过多个上述的用于车载以太网的转接板连接多路车载以太网设备，多路所述用于车载以太网的转接板分别通过USB接口连接USB-HUB设备，所述USB-HUB设备与PC机相连接。

本实用新型的用于车载以太网的转接板，实现了百兆车载以太网信号和千兆车载以太网信号换到USB接口进行传输，方便PC机调试多路车载以太网，使用通用的USB-HUB与本实用新型的用于车载以太网的转接板组合可实现单PC机与多路车载以太网通讯，避免因PC机只有一个网口难以连接多路车载以太网；同时本实用新型的用于车载以太网的转接板，通过USB接口与PC机直接通讯，简化了物理连接，提高了稳定性，此外本实用新型的用于车载以太网的转接板，还支持百兆车载以太网与千兆车载以太网的切换，可通过开关简单地切换，将百兆车载以太网/千兆车载以太网的车载以太网接口转换由USB接口传输，直接用于PC端调试，通过较低的硬件成本，实现了对于千兆车载以太网的支持，降低了研发成本。

附图说明

图1为一个实施例中的用于车载以太网的转接板的模块框图；

图2为另一个实施例中的用于车载以太网的转接板的模块框图；

图3为实施例中的第一PHY模块的电路原理图；

图4为实施例中的第二PHY模块的电路原理图；

图5为实施例中的USB连接器J1的电路原理图；

图6为实施例中的电压转换芯片U1的电路原理图；

图7为实施例中的MCU模块的电路原理图；

图8为实施例中的第一拨码开关J4的电路原理图；

图9为实施例中的第二码开关J3的电路原理图；

图10为实施例中BDM调试连接器的电路原理图；

图11为实施例中重置单元的电路原理图；

图12为实施例中的通讯系统的示意框图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。

见图1，本实用新型的一种用于车载以太网的转接板，包括相连接的：

第一PHY模块1，第一PHY模块1通过车载以太网接口2连接车载以太网设备，第一PHY模块1能够将车载以太网信号从车载以太网接口2转换到RGMII接口进行传输；

第二PHY模块3，第二PHY模块3通过RGMII接口与第一PHY模块1相连接，第二PHY模块3能够将车载以太网信号从RGMII接口转换到USB接口4进行传输，第二PHY模块3通过USB接口4连接PC机，在传输车载以太网信号的同时通过USB接口4进行供电；

见图2，在一个实施例中，在图1的模块的基础上，还包括MCU模块5，MCU模块与第一PHY模块相连接，用于切换第一PHY模块对于千兆车载以太网信号和百兆车载以太网信号的支持。

本实施例的用于车载以太网的转接板，实现了百兆车载以太网信号和千兆车载以太网信号换到USB接口进行传输，方便PC机调试多路车载以太网，通过USB接口与PC机直接通讯，简化了物理连接，提高了稳定性，通过较低的硬件成本，实现了对于千兆车载以太网的支持，降低了研发成本。

见图3至图11，具体在本实用新型的一个实施例中，第一PHY模块包括PHY芯片U3，PHY芯片U3的型号为RTL9010，PHY芯片U3通过千兆车载以太网接口连接车载以太网设备，PHY芯片U3的18、19端口用于连接1000Base-T1连接器J2。

PHY芯片U3能够将车载以太网信号从1000Base-T1接口转换到RGMII接口进行传输，PHY芯片U3与1000Base-T1连接器J2的具体连接包括：PHY芯片U3的18、19端口分别连接到TVS二极管D2的1、4端口，TVS二极管D2的2、3端口连接到L2的1、4端口，L2的2、3端口分别连接电容C32、C33后连接到1000Base-T1连接器J2的2、1端口，电感L2是用于大电流注入(BCI)防护的共模电感，1000Base-T1连接器J2的3、4、5、6、7、8端口接地，1000Base-T1连接器J2的2端口连接电阻R35、电容C44连接并联的电阻R41、电阻R42后接地，1000Base-T1连接器J2的1端口连接电阻R34、电阻R39连接并联的电阻R41、电阻R42后接地，电阻R35、电容C44之间还有线路连接到电阻R34、电阻R39之间，PHY芯片U3的19端口连接晶振X1，晶振X1的型号为OSC_125MHz。

第二PHY模块与第一PHY模块相连接，在本实施例中，具体为第二PHY模块包括PHY芯片U2，PHY芯片U2的型号为LAN7801，PHY芯片U3与PHY芯片U2相连接，PHY芯片U3的29、28、27、26、25、23端口连接到PHY芯片U2的12、14、15、16、17、13端口，PHY芯片U3的36、35、34、33、32、31端口连接到PHY芯片U2的8、6、5、4、9、10端口。

第二PHY模块能够将车载以太网信号从RGMII接口转换到USB接口进行传输，用于传输车载以太网网络信号，见图5、6，在本实施例中，PHY芯片U2的38、39、40、41、43、44端口分别连接到USB连接器J1的2、3、8、9、5、6端口，USB连接器J1的4、7、10、11端口接地，USB连接器J1采用USB3.1的连接器，USB连接器J1的1端口可以提供5V电压VBUS_5V，给用于车载以太网的转接板进行供电，5V电压输入到PHY芯片U2的29端口，5V电压还通过电压转换芯片U1转换为3.3V电压输出，电压转换芯片U1的5端口输入5V电压VBUS_5V，电压转换芯片U1的3端口输出VCC_3V3，电压转换芯片U1的的型号为MPQ20051。

见图7，在本实用新型的一个实施例中，MCU模块与第一PHY模块以及第二PHY模块相连接，用于切换第一PHY模块对于千兆车载以太网信号和百兆车载以太网信号的支持，MCU芯片U4的12、11端口分别与PHY芯片U3的45、46端口以及PHY芯片U2的55、56端口相连接，MCU模块采用的MCU芯片U4的型号为S32K142。

见图8，MCU模块连接有第一拨码开关，第一PHY模块通过第一拨码开关切换千兆车载以太网/百兆车载以太网的配置，具体在本实施例中，MCU芯片U14的18端口连接到第一拨码开关J4的2端口，第一拨码开关J4的1、3端口分别对应百兆车载以太网100Base-T、千兆车载以太网1000Base-T1的配置。

见图9，MCU模块连接有第二拨码开关，第二拨码开关用于切换车载以太网的Master/Slave工作模式，在本实施例中，MCU芯片U4的19端口连接到第二拨码开关J3的2端口，第二拨码开关J4的1、3端口分别对应了车载以太网的Master和Slave的模式，通过调节第二拨码开关J3，对应切换车载以太网的Master/Slave工作模式。

见图10，MCU模块还连接有BDM调试连接器，具体在本实施例中，MCU芯片U4的6、21、8、7端口连接到BDM调试连接器J5的2、3、8、9端口，BDM调试连接器J5的1端口与3.3V电源相连接，BDM调试连接器J5的4、10端口接地。

具体在本实施例中，见图11，还包括重置单元，重置单元包括复位芯片M1，复位芯片M1的型号为SGM811B，复位芯片M1的2端口分别连接到PHY芯片U2的32、47端口、MCU芯片U4的6端口、PHY芯片U3的5端口，支持对于第一PHY模块、第二PHY模块、MCU模块的reset功能。

本实施例提供的用于车载以太网的转接板将100Base-T1/1000Base-T1车载以太网接口转换为通用的USB接口直接用于PC端调试，方便采用USB-HUB扩展为多路的同时简化物理连接以提高信号传输稳定性。

本实施例通过RTL9010实现100Base-T1/1000Base-T1到RGMII接口的转换；再由LAN780实现RGMII接口到USB的转换，采用PHY-PHY的连接方式间接实现USB-T1接口的转换；

本实施例中MCU模块采用通用的8位单片机，通过拨码开关分别实现100Base-T1/1000Base-T1、Master/Slave配置转换，USB接口给转接板供电的同时也用于通讯，采用USB3.1以满足千兆网络通讯时的带宽要求，同时兼容USB2.0以满足通用的百兆网络带宽要求，通过较低的硬件成本，实现了对于百兆/千兆车载以太网的支持，降低了研发成本。

见图12，此外，在本实用新型的实施例中，还提供了一种多路车载以太网设备通讯系统，通过多个上述的用于车载以太网的转接板连接多路车载以太网设备，多路用于车载以太网的转接板分别通过USB接口连接USB-HUB设备，USB-HUB设备与PC机相连接，本实用新型的通讯系统实现了单PC机与多路车载以太网通讯，方便调试如今越来越多的具有多路车载以太网的车辆设备，譬如新能源车辆，具有很好的实用价值。

需要说明的是，本领域普通技术人员可以意识到，在本申请所提供的几个实施例中，所揭露的电路和系统，可以通过其他的方式实现。例如，以上所描述的电路实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些界面，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其他的形式。

作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。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。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能模块可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。

以上实施例虽然结合附图描述了本实用新型的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (9)

1.一种用于车载以太网的转接板，其特征在于，包括相连接的：

第一PHY模块，所述第一PHY模块通过车载以太网接口连接车载以太网设备，所述第一PHY模块能够将车载以太网信号从车载以太网接口转换到RGMII接口进行传输；

第二PHY模块，所述第二PHY模块通过RGMII接口与所述第一PHY模块相连接，所述第二PHY模块能够将车载以太网信号从RGMII接口转换到USB接口进行传输，所述第二PHY模块通过所述USB接口连接PC机，在传输车载以太网信号的同时通过USB接口进行供电。

2.根据权利要求1所述的一种用于车载以太网的转接板，其特征在于：还包括MCU模块，所述MCU模块与所述第一PHY模块及所述第二PHY模块相连接，用于切换所述第一PHY模块对于千兆车载以太网信号和百兆车载以太网信号的支持。

3.根据权利要求2所述的一种用于车载以太网的转接板，其特征在于：所述MCU模块连接有第一拨码开关，所述第一PHY模块通过所述第一拨码开关切换千兆车载以太网/百兆车载以太网的配置。

4.根据权利要求2所述的一种用于车载以太网的转接板，其特征在于：所述MCU模块连接有第二拨码开关，所述第二拨码开关用于切换车载以太网的Master/Slave工作模式。

5.根据权利要求2所述的一种用于车载以太网的转接板，其特征在于：所述第一PHY模块包括第一PHY芯片，所述第一PHY芯片的型号为RTL9010，所述第二PHY模块包括第二PHY芯片，所述第二PHY芯片的型号为LAN7801。

6.根据权利要求5所述的一种用于车载以太网的转接板，其特征在于：第一PHY模块包括PHY芯片U3，PHY芯片U3通过千兆车载以太网接口连接车载以太网设备，PHY芯片U3的18、19端口分别连接到TVS二极管D2的1、4端口，TVS二极管D2的2、3端口连接到L2的1、4端口，L2的2、3端口分别连接电容C32、C33后连接到1000Base-T1连接器J2的2、1端口，电感L2是用于大电流注入防护的共模电感，1000Base-T1连接器J2的3、4、5、6、7、8端口接地，1000Base-T1连接器J2的2端口连接电阻R35、电容C44连接并联的电阻R41、电阻R42后接地，1000Base-T1连接器J2的1端口连接电阻R34、电阻R39连接并联的电阻R41、电阻R42后接地，电阻R35、电容C44之间还有线路连接到电阻R34、电阻R39之间。

7.根据权利要求6所述的一种用于车载以太网的转接板，其特征在于：第二PHY模块包括PHY芯片U2，PHY芯片U3与PHY芯片U2相连接，PHY芯片U3的29、28、27、26、25、23端口连接到PHY芯片U2的12、14、15、16、17、13端口，PHY芯片U3的36、35、34、33、32、31端口连接到PHY芯片U2的8、6、5、4、9、10端口；PHY芯片U2的38、39、40、41、43、44端口分别连接到USB连接器J1的2、3、8、9、5、6端口，USB连接器J1的4、7、10、11端口接地，USB连接器J1的1端口提供5V电压，给用于车载以太网的转接板进行供电。

8.根据权利要求7所述的一种用于车载以太网的转接板，其特征在于：MCU芯片U4的12、11端口分别与PHY芯片U3的45、46端口以及PHY芯片U2的55、56端口相连接，MCU芯片U14的18端口连接到第一拨码开关J4的2端口，第一拨码开关J4的1、3端口分别对应百兆车载以太网100Base-T、千兆车载以太网1000Base-T1的配置；MCU芯片U4的19端口连接到第二拨码开关J3的2端口，第二拨码开关J4的1、3端口分别对应了车载以太网的Master和Slave的模式，通过调节第二拨码开关J3，对应切换车载以太网的Master/Slave工作模式。

9.一种多路车载以太网设备通讯系统，其特征在于：通过多个权利要求1所述的用于车载以太网的转接板连接多路车载以太网设备，多路所述用于车载以太网的转接板分别通过USB接口连接USB-HUB设备，所述USB-HUB设备与PC机相连接。

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