寶山城工業(yè)園網(wǎng)絡(luò)接口報(bào)價(jià)

摘要 基于VxWorks操作系統(tǒng)，以S3C4480為核心CPU，用RTL8019作網(wǎng)絡(luò)控制器，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了嵌入式網(wǎng)絡(luò)接口。本方案在兼顧成本的同時，更加注重較高的可靠性和較強(qiáng)的實(shí)用性，因此具有一定的推廣價(jià)值。VxWorks操作系統(tǒng)以其高度的可靠性、優(yōu)秀的實(shí)時性、靈活的可裁減性等優(yōu)勢在嵌入式系統(tǒng)中備受關(guān)注，廣泛應(yīng)用于許多行業(yè)；而隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，嵌入式技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合已成必然。VxWorks是最早在其內(nèi)核中加入TCP／IP協(xié)議的嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)。如何設(shè)計(jì)基于VxWorks的網(wǎng)絡(luò)接口，是擺在嵌入式開發(fā)人員面前的首要課題。本設(shè)計(jì)以三星公司的ARM7(S3C44B0)為核心CPU，開發(fā)了VxWorks下的網(wǎng)絡(luò)接口，包括硬件設(shè)計(jì)和軟件實(shí)現(xiàn)兩個部分。1 硬件設(shè)計(jì)核心CPU采用三星公司的S3C4480。S3C4480采用ARM7TDMI內(nèi)核，它通過提供全面的、通用的片上外設(shè)，大大減少了系統(tǒng)電路除處理器以外的元器件配置，降低了系統(tǒng)成本。網(wǎng)絡(luò)接口芯片采用Realtek公司生產(chǎn)的RTL8019AS。它是一款高度集成的以太網(wǎng)控制器，不僅集成了MAC(介質(zhì)訪問控制)子層和物理層的性能，而且與NE200O兼容，具有軟件可移植性強(qiáng)以及價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。S3C4480與RTL8019AS的硬件接口原理如圖l所示。從圖1中可以看出，RTL8019AS的使能端連到S3C44B0的nGCS3，因此它的地址映射在系統(tǒng)的Bank3上，基地址為Ox06000000。RTL8019AS支持8位／16位數(shù)據(jù)總線，在本電路中采用16位方式。RTL8019AS共有32個輸入／輸出地址，對應(yīng)地址偏移量為Ox00～Oxlf?，F(xiàn)分別說明如下：①Ox00～OxOf的16個地址，為寄存器地址。②0xlO～0x17的8個地址，為數(shù)據(jù)讀寫端口地址。它們都是一樣的，每個都可以用來做數(shù)據(jù)讀寫端口，只要用其中一個就可以了。③Oxl8～0xlf的8個地址，為復(fù)位端口。它們的功能都是一樣的。但需要注意，實(shí)際上只有0x18、0xla、Oxk、Oxle這幾個復(fù)位端口是有效的，其他不要使用；因?yàn)橛行┘嫒菘ú恢С?x19、0xlb、0xld等奇數(shù)地址的復(fù)位。在軟件設(shè)計(jì)時，尤其要注意以下兩點(diǎn)：①RTL8019As的地址線從SAO～SA4依次連到S3Cd480的ADDRl～ADDR5上，因此，RTL8019的寄存器地址要左移1位。②RTL8019AS使用EXINTl中斷，且上升沿觸發(fā)。

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嵌入式系統(tǒng)以應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、軟件硬件可裁剪、適應(yīng)了各種應(yīng)用系統(tǒng)中對功能、可靠性、成本、體積、功耗等的嚴(yán)格要求，因此它贏得了巨大的市場，在應(yīng)用數(shù)量上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了各種通用計(jì)算機(jī)。嵌入式接入Internet是近幾年隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及和發(fā)展而發(fā)展起來的一項(xiàng)新興概念和技術(shù)，它通過為現(xiàn)有嵌入式系統(tǒng)增加因特網(wǎng)接入能力來擴(kuò)展其功能，一般指設(shè)備通過嵌入式模塊而非PC系統(tǒng)直接接入Internet，以Internet為介質(zhì)實(shí)現(xiàn)信息交互的過程，通常又稱為非PC接入。嵌入式系統(tǒng)利用網(wǎng)絡(luò)接口控制芯片實(shí)現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)的通信功能，成本低，控制方便可靠，滿足系統(tǒng)對通信的要求。考慮到本身的特點(diǎn)，在大量工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用嵌入式設(shè)備功能比較單一，在上述網(wǎng)絡(luò)接口控制芯片接口程序的基礎(chǔ)上只需要開發(fā)簡化的嵌入式協(xié)議棧，就可滿足許多情況下的應(yīng)用需求。目前，許多公司和組織致力于將以太網(wǎng)與現(xiàn)場總線實(shí)現(xiàn)無縫連接，使以太網(wǎng)越來越向底層延伸。以太網(wǎng)在現(xiàn)場設(shè)備中的應(yīng)用研究和基于以太網(wǎng)的智能芯片的開發(fā)等也日益成為研究的熱點(diǎn)。1 嵌入式接入網(wǎng)的主要方式目前嵌入式系統(tǒng)接入Internet通常有以下兩種主要方式：(1)采用高速的16／32Bit微控制器直接實(shí)現(xiàn)TCP/IP協(xié)議，這種方法的實(shí)現(xiàn)框圖如圖1所示。這種方式可以使嵌入式系統(tǒng)直接與Internet相連，有很大的靈活性。缺點(diǎn)是占用的系統(tǒng)資源較多，對微控制器的要求也很高，無法在8／16Bit低速微控制器為核心的嵌入式系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)。(2)使用嵌入式網(wǎng)關(guān)來實(shí)現(xiàn)，如圖2所示。各個嵌入式系統(tǒng)首先和網(wǎng)關(guān)進(jìn)行通信，通信方式采用傳統(tǒng)的RS-232、RS-485等，由嵌入式網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)TCP/IP協(xié)議，完成嵌入式系統(tǒng)的信息與Internet的信息交互。這種方案解決了以低速8／16Bit微控制器為核心的嵌入式系統(tǒng)接入Internet的問題。缺點(diǎn)是需要一個專門的嵌入式網(wǎng)關(guān)，而且和各個嵌入式系統(tǒng)之間的通信同樣受到速度和距離的限制，這種方法的實(shí)現(xiàn)成本將會增加。2 嵌入式系統(tǒng)的組成嵌入式系統(tǒng)包括硬件和軟件兩部分。硬件包括處理器微處理器、存儲器及外設(shè)器件和30端口、圖形控制器等。軟件部分包括操作系統(tǒng)軟件（要求實(shí)時和多任務(wù)操作）和應(yīng)用程序編程。嵌入式系統(tǒng)的核心是嵌入式微處理器。嵌入式互聯(lián)的目標(biāo)是嵌入式設(shè)備工作在以網(wǎng)絡(luò)為中心的環(huán)境中，把“孤立的目標(biāo)系統(tǒng)”相互連接起來。為適應(yīng)嵌入式分布處理結(jié)構(gòu)和應(yīng)用上網(wǎng)需求，嵌入式系統(tǒng)必需配有一種或多種網(wǎng)絡(luò)通信接口，使嵌入式微控制器不僅能執(zhí)行傳統(tǒng)的控制功能，而且還能執(zhí)行與連接因特網(wǎng)相關(guān)的功能，從而把標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（TCP/IP）一直擴(kuò)展到嵌入設(shè)備，由嵌入式系統(tǒng)自身實(shí)現(xiàn)Web服務(wù)器功能，這是解決嵌入式Internet問題的最佳方案；嵌入式設(shè)備接入Intranet/Internet網(wǎng)原則上講，只要實(shí)現(xiàn)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議就可以。針對嵌入式設(shè)備連接涉及的兩個關(guān)鍵問題即傳送信息的媒質(zhì)和采用的協(xié)議。最常用的聯(lián)接模式是以太網(wǎng)通信介質(zhì)的有線連接與TCP/IP協(xié)議。其網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議分層如圖1所示。利用網(wǎng)絡(luò)接口控制器（NIC-Network InteRFace Controller）來實(shí)現(xiàn)物理層和鏈路層協(xié)議，同時微處理器運(yùn)行嵌入式TCP/IP協(xié)議通信模塊來實(shí)現(xiàn)與Intranet/Internet網(wǎng)的連接。一旦這個目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)，就能在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下在任何時間從任何地點(diǎn)對位于任何其它地方的系統(tǒng)中的微控制器進(jìn)行監(jiān)控，利用傳統(tǒng)的Web和因特網(wǎng)機(jī)制遠(yuǎn)程監(jiān)視數(shù)據(jù)和運(yùn)行情況控制，而且還能在合適的條件下對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試、升級和維護(hù)。 技術(shù)難點(diǎn)分析3．1 發(fā)送數(shù)據(jù)的封裝把一組數(shù)據(jù)發(fā)送到基于TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)上，首要條件是產(chǎn)生符合TCP/IP協(xié)議的數(shù)據(jù)格式。首先從一個物理幀的格式來分析。一個標(biāo)準(zhǔn)的IEEE802.3的物理幀如圖4所示：如果與嵌入式系統(tǒng)的通信只是局限于局域網(wǎng)之中，在物理幀的數(shù)據(jù)域內(nèi)可以直接放置要發(fā)送的數(shù)據(jù)。如果需要和其他的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，在物理幀的數(shù)據(jù)域中需要封裝更高層的協(xié)議，嵌入式系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)據(jù)應(yīng)該封裝在高層協(xié)議的數(shù)據(jù)域內(nèi)。這些數(shù)據(jù)的層層封裝和物理幀的形成對于速度沒有特殊的要求，普通的低速微控制器完全可以實(shí)現(xiàn)。3．2 發(fā)送數(shù)據(jù)的發(fā)送以10M以太網(wǎng)為例說明，發(fā)送數(shù)據(jù)時應(yīng)該做的工作是，首先對待發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行曼徹斯特編碼，而后對編碼后的數(shù)據(jù)進(jìn)行扭曲處理，使發(fā)送的數(shù)據(jù)適合在 10M以太網(wǎng)上傳輸，最后把處理好的數(shù)據(jù)以10M的速度發(fā)送到以太網(wǎng)上。同時，為了保證數(shù)據(jù)的有效發(fā)送，系統(tǒng)還應(yīng)具有沖突檢測和重發(fā)的功能。從以上的發(fā)送過程可以看出，直接用普通的微控制器是很困難的，應(yīng)該考慮用其他的方法實(shí)現(xiàn)。4 一種嵌入式網(wǎng)絡(luò)接口的實(shí)現(xiàn)方案基于因特網(wǎng)的嵌入式網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的核心問題是如何實(shí)現(xiàn)嵌入式網(wǎng)絡(luò)接口。在眾多實(shí)現(xiàn)方案中,以ＭＣＵ為核心的實(shí)現(xiàn)方案,雖然實(shí)現(xiàn)起來有一定困難,仍因其極低的成本,受到格外重視。在此實(shí)現(xiàn)了一種網(wǎng)絡(luò)接口芯片與ＭＣＵ相結(jié)合的方案,如圖5所示。RTL8019AS與硬件實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)接口芯片中,選用RTL8019AS。由臺灣Ｒｅａｌｔｅｋ公司生產(chǎn)的RTL8019AS以太網(wǎng)控制器,由于其優(yōu)良的性能、低廉的價(jià)格,使其在市場上的10Ｍｂｐｓ網(wǎng)卡中占有相當(dāng)?shù)谋壤?。使?051/52兼容單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對RTL8019AS的控制,電路圖如圖6所示。RTL8019AS采用8位數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶€模式(ＩＯＣＳ16接地, ＪＰ接高電平)。Ｐ0口通過地址鎖存器實(shí)現(xiàn)地址數(shù)據(jù)復(fù)用。Ｐ3.4片選RTL8019AS。數(shù)據(jù)收發(fā)不使用中斷驅(qū)動,全部由軟件查詢實(shí)現(xiàn)。基地址選擇引腳ＩＯＳ[3:0]空,Ｉ/Ｏ基地址為300Ｈ。使用雙絞線為通信介質(zhì),所使用的引腳有:ＴＰＩＮ+,ＴＰＩＮ-,ＰＯＵＴ+,ＴＰＯＵＴ-,連入耦合隔離變壓器ＦＢ2022,通過ＲＪ 45插頭實(shí)現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)的連接。通常ＴＣＰ/ＩＰ是指Ｉｎｔｅｒｎｅｔ協(xié)議簇,而不單單是ＴＣＰ/ＩＰ。因此,在8ｂｉｔＭＣＵ不大的ＲＯＭ空間里,不可能實(shí)現(xiàn)所有的ＴＣＰ/ＩＰ協(xié)議?？紤]到嵌入式應(yīng)用中硬件系統(tǒng)的多樣性,完成特定功能的應(yīng)用程序也各不相同,因而軟件的設(shè)計(jì)在保證滿足功能前提下,最好短小,易于被移植,尤其是應(yīng)用程序與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件應(yīng)具備一定的獨(dú)立性。因此,選擇ＴＣＰ/ＩＰ作為嵌入式網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議,同時必須對ＴＣＰ/ＩＰ協(xié)議簇根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行必要的刪減,即實(shí)現(xiàn)一個ｔｈｉｎＴＣＰ/ＩＰ協(xié)議簇。通常的ｔｈｉｎＴＣＰ/ＩＰ的層次結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)的ＴＣＰ/ＩＰ的一樣,也是四層結(jié)構(gòu)(圖7)。以太網(wǎng)接口層主要實(shí)現(xiàn)對以太網(wǎng)接口芯片的控制,ＩＰ層根據(jù)實(shí)際需要選擇實(shí)現(xiàn)ＡＲＰ(地址解析協(xié)議)、ＲＡＲＰ(反向地址解析協(xié)議)、ＩＣＭＰ(因特網(wǎng)控制報(bào)文協(xié)議)以及ＩＧＭＰ(網(wǎng)絡(luò)組管理協(xié)議)。傳輸層主要由ＴＣＰ(傳輸控制協(xié)議)和ＵＤＰ(用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議)組成,在實(shí)際實(shí)現(xiàn)時,根據(jù)需要可只實(shí)現(xiàn)其中一個。ＣＩＰ(控制信息協(xié)議)是專為控制設(shè)備、基于對象的一種方法,它是獨(dú)立于特定網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用層協(xié)議,提供了訪問數(shù)據(jù)和控制設(shè)備操作的服務(wù)集。ＣＩＰ的制定需要根據(jù)具體應(yīng)用加以考慮,與通常協(xié)議的格式相似,也為“命令+數(shù)據(jù)”模式。

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RJ45連接器原理RJ45在進(jìn)行信號完整性設(shè)計(jì)時，需要思考：1、與整個互聯(lián)傳輸線阻抗的接連性；2、RJ45各插針間的串?dāng)_；3、有時序請求，要思考RJ45上的延時。RJ45的剖析辦法與通常的信號剖析辦法根本相同，都是運(yùn)用仿真軟件進(jìn)行仿真，并對成果進(jìn)行剖析，得出結(jié)論。RJ45的模型剖析和電路的模型剖析是相同的，僅僅要注意RJ45和過孔效應(yīng)的準(zhǔn)確建模、仿真關(guān)于猜測信號質(zhì)量非常重要。模型剖析有五種狀況1.多線模型 （MLM）： 適用于多插針RJ45，包含觸摸元件、觸摸與觸摸間耦合、觸摸和屏蔽間耦合、焊盤間耦合等。除了SLM模仿的參數(shù)外，還能用來模仿串?dāng)_和地彈等。2.單線模型 （SLM）： 適用于RJ45中的單線，如高速信號傳輸線，能夠用來模仿反射、時延和偏移、衰減以及信號傳輸質(zhì)量3.S參數(shù)模型：首要使用于頻域，可模仿吞吐量和串?dāng)_，經(jīng)過時域改換，可產(chǎn)生阻抗、串?dāng)_、傳輸時延和眼圖等。4.IBIS模型：是一種根據(jù)V/I曲線的對I/O BUFFER疾速準(zhǔn)確建模的辦法，支撐一切類型的RJ45和多種不同RJ45建模，如差分和不平衡信令、SLM（無耦合）、MLM（耦合）、模型級聯(lián)、板到板以及板到電纜等。5.SPICE模型：是Z為遍及的電路級模仿程序，被剖析的電路中的元件可包含電阻、電容、電感、互感、獨(dú)立電壓源、獨(dú)立電流源、各種線性受控源、傳輸線以及有源半導(dǎo)體器件。運(yùn)用注意事項(xiàng)1.對活絡(luò)元件施行對噪聲器件的物理阻隔；2.阻抗操控、反射和信號終端匹配；3.用接連的電源和地平面層；4.布線中盡量防止選用直角；5.差分對布線長度要相等，以確保在接納端良好的按捺比；6.高速電路設(shè)計(jì)中應(yīng)思考串?dāng)_疑問，包含近端串?dāng)_和遠(yuǎn)端串?dāng)_；7.電源退耦疑問，也就是說加在電路上的電源一定要經(jīng)過電感電容的退耦。訊磁電子RJ45連接器的開展變化受中國通訊產(chǎn)業(yè)疾速增長的影響，射頻RJ45商場呈現(xiàn)了史無前例的開展勢頭。跟著電信職業(yè)的開展，從開端僅僅語音的使用，開展到現(xiàn)在有了移動互聯(lián)網(wǎng)和移動電視等使用，對數(shù)據(jù)傳輸率的請求越來越高。為了傳輸更高的速率，光纖開端代替?zhèn)鹘y(tǒng)的銅纜，尤其是在RRH方面開端選用光纖進(jìn)行銜接，不只大大提高了長距離大容量的傳輸速率，一起成本相對銅軸電纜也會下降。跟著光纖在通訊基礎(chǔ)設(shè)施的使用，光纖RJ45的需要逐漸添加。

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如果不是在非不得已的情況下，我是不建議網(wǎng)線對接的，因?yàn)榫W(wǎng)線對接很容易導(dǎo)致接觸不良，導(dǎo)致信號變?nèi)酰趶?fù)雜環(huán)境后期檢修也比較困難。如果要對接也是可以的。其實(shí)很簡單，網(wǎng)線與平常的電線是一樣的。網(wǎng)線的線芯也是銅線，一般用做傳送通信用的電信號，另一些則是為設(shè)備提供直流弱電，而電線大多是用作強(qiáng)電。顧名思義既然電線都能對接，那么網(wǎng)線肯定也是可以焊接的。那么我們應(yīng)該如何對接尼，下面給你講解幾種對接方法。一、連接器對接網(wǎng)線之間的連接可以使用對接直通進(jìn)行連接，這種方法是最簡單，低成本，也是最牢固實(shí)用，很少會出現(xiàn)接觸不良的現(xiàn)象。連接的時候，將第一根不夠長的網(wǎng)線接上一個水晶頭，另外在要加長的那條線上也接上一個水晶頭，兩個對接水晶頭的線顏色一定要一一對應(yīng)，然后分別插上對接直通上就可以了，這種對接方法是專業(yè)網(wǎng)線安裝師傅用的比較多，對接起來最可靠。二、通過電烙鐵焊接通常情況下，如果你只是一名電工，不是專業(yè)網(wǎng)線安裝師傅，很少會備用有網(wǎng)線對接直通，這時我們也可以采用電烙鐵焊接的方法，相信很多人都會使用電烙鐵了，把兩條要對接網(wǎng)線的線皮剝掉，加錫用電烙鐵焊住對接銅芯，然后在對接的地方套上熱縮管，防止短路。三、直接纏繞對接如果沒有電烙鐵和對接直通的話，也可以直接用手纏繞對接，每條線芯顏色要一一對應(yīng)，然后用膠布包起來，不過這種對接方法容易導(dǎo)致松動，接觸不良。有可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)信號傳輸中斷，或者網(wǎng)絡(luò)斷開頻繁等現(xiàn)象。只能將就短期使用，還有就是不建議大家對接網(wǎng)線超過100米以上，這樣會影響網(wǎng)速。最后順便給大家科普一下網(wǎng)線水晶頭的接線方法，（如上圖所示）首先我們用網(wǎng)線鉗把網(wǎng)線外皮剝掉，大約剝掉15毫米，外皮去掉后會看到8條不同顏色的線芯，從左到右的順序排列好，分別為【1】白橙、【2】橙、【3】白綠、【4】藍(lán)、【5】白藍(lán)、【6】綠、【7】白棕、【8】棕。然后把線頭對齊剪平，最后再將線芯插入水晶頭，然后將水晶頭放入網(wǎng)線鉗壓接?？谶M(jìn)行壓接，就這樣一個水晶頭就接好了。