CN2659038Y - 一种嵌入式网络接口电路 - Google Patents

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刘永波
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Abstract

本实用新型所述的嵌入式网络接口电路，主要包括有核心板、以太网控制器、HUB控制模块及网络接口模块等。核心板主要由MCF5272单片机、Flash存储器、SDRAM存储器、网络物理层收发器、以及一个以太网接入和多路内部网络接入端口。本实用新型所述的嵌入式网络接口电路具有网络防火墙功能，可以分隔内外网络，保护内部网络免受黑客的攻击；可以动态主机地址分配。使用此项功能，可使新设备和用户或者不固定用户无须手动配置网络，可直接进行连接通信；而且电路设计成本较低。

Description

一种嵌入式网络接口电路
技术领域
本实用新型涉及一种网络接口电路，具体地说是一种实现网关功能的嵌入式网络接口模块化电路设计。
背景技术
现代计算机技术的进步及互联网的广泛应用，带动了网络设备的迅猛发展；随着现有企事业单位办公条件的改善、以及集成电路技术的发展，网络设备得到了广泛使用。
目前网络设备的品种较多，应用于网络接口部件大多采用价格较高的专用网关，配套的计算机或网络整体成本较高；若选用价格较低的集线器，就无法实现网关功能，即缺少防火墙功能和访问站点控制等功能。
因而，设计应用具有专用网关功能的低成本嵌入式网络接口电路，有利于提高网络技术的推广和使用。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种在办公室、家庭环境下使用的具有网络防火墙、动态主机地址分配、MAC地址限制、访问站点控制功能的低成本嵌入式网络接口电路。
本实用新型所述的嵌入式网络接口电路，主要包括有核心板、以太网控制器、HUB控制模块及网络接口模块等。
本实用新型所述的嵌入式网络接口电路中，核心板主要由MCF5272单片机、Flash存储器、SDRAM存储器、网络物理层收发器、以及一个以太网接入和多路内部网络接入端口。通过网络设备接口，可与各种安防报警设备、家政设备或网络家电相连，能够监测和控制办公和家庭环境中的各种状态信息，通过总线(以太网、电话线等)与外界进行信息交互。
如应用到家庭数控终端，外部通过以太网网络连接到internet上，介质访问协议为以太网IEEE802.3；内部通过以太网连接到网络上，介质访问协议为IEEE802.3，网络传输协议采用TCP/IP。
在本实用新型所述的嵌入式网络接口电路中，RTL8019以太网控制器符合IEEE802.3标准；支持8/16位数据总线；全双工，10Mbps的速率，具有睡眠模式，内置16KB的SRAM。RTL8019内部分远程DMA通道和本地DMA通道两部分，本地DMA完成控制器与网线的数据交换，主处理器收发数据只需对远程DMA操作。嵌入式应用设为跳线模式不使用E2PROM，网络的MAC地址由软件从核心板FLASH写入到RTL8019的内部RAM。
以太网HUB芯片为TC3097-8，其符合IEEE802.3标准，8个网络连接端口，具有片内的PLL锁相环电路完成曼彻斯特编解码，提供内嵌网络每个端口状态、连接、接收状态指示驱动，是价格低廉的网络级联Hub芯片。
如上所述，本实用新型所述的嵌入式网络接口电路具有网络防火墙功能，可以分隔内外网络，保护内部网络免受黑客的攻击；可以动态主机地址分配。使用此项功能，可使新设备和用户或者不固定用户无须手动配置网络，可直接进行连接通信；而且电路设计成本较低。
附图说明
图1是所述网络接口结构框图；
图2是图1中核心板的模块结构框图；
图3是图1中以太网控制器电路图；
图4是图1中HUB控制器电路图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型所述的嵌入式网络接口电路，主要包括核心板101、以太网控制器102、HUB控制模块103及网络接口模块等组成。
如图2所示，在本实用新型所述的嵌入式网络接口电路中，核心板101采用摩托罗拉公司的32位微处理器MCF5272作为CPU芯片201、外部扩展16M容量的SDRAM存储器203、4M容量的FLASH存储器202，另外在核心板101上集成了一个10M/100M自适应快速以太网物理层收发器204、I/O接口205、以及通用异步串行外围接口206。
如图3所示，在本实用新型所述的嵌入式网络接口电路中，以太网控制器电路中主要采用RTL8019芯片301、隔离变压电路302。其中，
RTL8019无外接初始化的E2PROM，其复位时命令寄存器CR的I/O地址为缺省值0X300，即SA8、SA9管脚接+5V，SA5、SA6和SA7管脚接地；
RTL8019的中断INT0管脚，经连接反相器D2连接到CPU芯片201的中断INT1管脚；
RTL8019的地址线SA0-SA4管脚，对应连接到CPU芯片201的地址线A1-A5管脚。
RTL8019的数据线SD0-SD15管脚，连接CPU芯片201的高16位数据总线D16-D31。
如图4所示，在本实用新型所述的嵌入式网络接口电路中，HUB控制器电路采用TC3097-8芯片401、隔离变压器402、403、404。
结合图3和图4所示，RTL8019的管脚TPOUT+、TPOUT-通过隔离变压器302、隔离变压器402连通TC3097-8芯片401的端口RXI9A、RXI9B；
TC3097-8芯片401的端口TXO4FA、TXO4FB，通过隔离变压器403连接网络端口；同时，TC3097-8芯片401的端口TXO2FA、TXO2FB，通过隔离变压器404连接网络端口。
TC3097-8芯片401的端口RXI4A、RXI4B，通过隔离变压器403连接网络端口，以实现接收从网络端口传输来的数据。
如图1至图4所示，本实用新型所述的嵌入式网络接口电路，在接收网络数据时，数据包通过以太网物理层芯片204到达核心板101，再经过网络管理软件处理后向内部网发送数据。
数据通过CPU芯片201的高16位数据总线D16-D31，发送到以太网控制器的RTL8019数据线SD0-SD15端，经以太网控制器301的远程DMA通道送到发送缓存区；以太网控制器301由端口TPOUT+、TPOUT-输出的数据包通过隔离变压器302、402输入给HUB控制器401的端口RXI9A、RXI9B，数据由HUB控制器端口TXO4FA、TXO4FB、隔离变压器403以及端口TXO2FA、TXO2FB、隔离变压器404转发到网络端口。
在向网络发送数据时，经隔离放大器403发来的数据输入到HUB控制器401的端口RXI4A、RXI4B，由HUB控制器发送给其他网络端口。数据经隔离变压器402和302发送至以太网控制器的端口TPOUT+、TPOUT-；RTL8019芯片301接收到的数据通过MAC地址比较、CRC校验正确后，由FIFO存到接收缓冲区。收满一帧数据后，RTL8019产生的中断INT0经反相器D2接到CPU芯片201的中断脚INT1，核心板101调用中断处理程序通过数据总线读取网络数据。再由网络管理软件处理后向外部网发送数据，完成网络的数据通信。

Claims (9)

1、一种嵌入式网络接口电路，其特征在于：所述的电路包括有核心板、以太网控制器、HUB控制模块及网络接口模块。
2、根据权利要求1所述的嵌入式网络接口电路，其特征在于：所述的核心板采用MCF5272微处理器作为CPU芯片、外部扩展有SDRAM存储器和FLASH存储器，且在核心板上集成了一个以太网物理层收发器、I/O接口以及通用异步串行外围接口。
3、根据权利要求2所述的嵌入式网络接口电路，其特征在于：所述的以太网控制器主要采用RTL8019芯片和至少一个隔离变压电路。
4、根据权利要求3所述的嵌入式网络接口电路，其特征在于：所述RTL8019芯片无外接初始化的E2PROM，其管脚(SA8)、(SA9)接+5V电压，管脚(SA5)、(SA6)和(SA7)接地。
5、根据权利要求4所述的嵌入式网络接口电路，其特征在于：RTL8019的中断管脚(INT0)，经连接反相器(D2)连接到CPU芯片的中断管脚(INT1)。
6、根据权利要求5所述的嵌入式网络接口电路，其特征在于：RTL8019的地址线管脚(SA0)至(SA4)，对应连接到CPU芯片的地址线管脚(A1)至(A5)。
7、根据权利要求6所述的嵌入式网络接口电路，其特征在于：RTL8019的数据线管脚(SD0)至(SD15)，连接CPU芯片的高16位数据总线(D16)至(D31)。
8、根据权利要求2或7所述的嵌入式网络接口电路，其特征在于：所述HUB控制器电路采用TC3097-8芯片和网络隔离变压器(402)、(403)、(404)。
9、根据权利要求8所述的嵌入式网络接口电路，其特征在于：所述RTL8019的管脚(TPOUT+)、(TPOUT-)通过隔离变压器(302)、(402)连通TC3097-8芯片的端口(RXI9A)、(RXI9B)；TC3097-8芯片的端口(TXO4FA)、(TXO4FB)通过隔离变压器(403)连接网络端口；TC3097-8芯片的端口(TXO2FA)、(TXO2FB)通过隔离变压器(404)连接网络端口；TC3097-8芯片的端口(RXI4A)、(RXI4B)通过隔离变压器(403)连接网络端口。
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