東陽(yáng)網(wǎng)絡(luò)水晶頭圖片
發(fā)布時(shí)間：2022-09-18 01:42:06
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網(wǎng)絡(luò)連接器占有很大的市場(chǎng)重要性，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)需要一個(gè)連接器。如果很多工作沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)連接器就無(wú)法進(jìn)行，那么我們有朋友說(shuō)，連接器如何連接？連接器還有一個(gè)插頭。當(dāng)連接器插頭與插座連接時(shí)，必須按照相應(yīng)的觸點(diǎn)編號(hào)進(jìn)行端接。 RT45網(wǎng)絡(luò)連接器在端部鎖定前禁止上電。選擇正確類(lèi)型的RJ45網(wǎng)絡(luò)連接器后，注意插頭末端出水孔的大小，以防止電纜小于孔時(shí)漏水。其實(shí)網(wǎng)絡(luò)連接器的使用方式有很多，比如：從應(yīng)用層面來(lái)解釋?zhuān)粌H是我們經(jīng)常理解的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包，還有其他信號(hào)。另外，除了utp，這個(gè)連接器還能連接其他傳輸介質(zhì)嗎？比如同軸電纜還是光纖？連接器大部分是RJ45連接器，用于以太網(wǎng)連接，8P8C，可以連接4對(duì)雙絞線，12mm寬，比RJ11系列寬。
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目前我們市面上主要出現(xiàn)的網(wǎng)線分為幾種，從五類(lèi)網(wǎng)線開(kāi)始，到超五類(lèi)、六類(lèi)、超六類(lèi)增強(qiáng)型、七類(lèi)網(wǎng)線一共五種規(guī)格。最低檔位的網(wǎng)線是五類(lèi)網(wǎng)線，一般我們稱(chēng)作垃圾線。五類(lèi)網(wǎng)線為什么會(huì)垃圾？是因?yàn)槲孱?lèi)網(wǎng)線的理論傳輸速率只有100Mpbs，傳輸帶寬也只有100MHz，這個(gè)速度無(wú)論對(duì)于公司的商業(yè)運(yùn)作還是個(gè)人的使用都是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。如果你在網(wǎng)線上面看到CAT 5這個(gè)字樣的話，那么別猶豫，趁早把網(wǎng)線換掉。這種網(wǎng)線的傳輸能力不足，即便是你使用網(wǎng)速再高的運(yùn)營(yíng)商服務(wù)，也會(huì)最終受制于網(wǎng)線的瓶頸，引起網(wǎng)速延遲的情況發(fā)生。超五類(lèi)網(wǎng)線目前是家用使用最多的規(guī)格，雖然都是CAT 5的標(biāo)志，但超五類(lèi)網(wǎng)線后面會(huì)增加一個(gè)e字母，完整地拼寫(xiě)為CAT 5e，別看只增加了一個(gè)字母，它的網(wǎng)速提升比CAT 5快了10倍，傳輸速率達(dá)到了1000Mbps，傳輸帶寬也提升到了155MHz，這也是目前家用網(wǎng)線看到最多的規(guī)格。六類(lèi)網(wǎng)線對(duì)比五類(lèi)網(wǎng)線在傳輸速率上面基本相同，都是1000Mbps，但在帶寬上面提升到了250MHz，同樣六類(lèi)網(wǎng)線也非常適合家用，網(wǎng)線文字上面寫(xiě)著CAT 6字樣。到此家用網(wǎng)線我們最多建議大家升級(jí)到六類(lèi)就可以了，超過(guò)六類(lèi)規(guī)格的網(wǎng)線，對(duì)家庭用戶的意義不大。六類(lèi)增強(qiáng)型是六類(lèi)網(wǎng)線的衍生版，在網(wǎng)線上面的字幕表述為CAT 6A，傳輸速率提升明顯，高達(dá)10Gbps，傳輸帶寬也比六類(lèi)網(wǎng)線提升了一倍達(dá)到了500MHz。但六類(lèi)網(wǎng)線更適合商用場(chǎng)景模式，比如大型企業(yè)，高速應(yīng)用場(chǎng)景等。七類(lèi)網(wǎng)線傳輸速率與六類(lèi)增強(qiáng)型相同，同為10Gbps，傳輸帶寬為600MHz，在網(wǎng)線上面的字母表述為CAT 7，雖然個(gè)人用戶可以很方便的在電商平臺(tái)買(mǎi)到，并且價(jià)格不貴，但依然我不建議個(gè)人用戶購(gòu)買(mǎi)。這類(lèi)網(wǎng)線的應(yīng)用場(chǎng)景為數(shù)據(jù)中心等大型服務(wù)機(jī)構(gòu)。需要較為穩(wěn)定且快速的傳輸模式，七類(lèi)網(wǎng)線可以說(shuō)是一個(gè)非常好的選擇。
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咱們用網(wǎng)線的人都知道網(wǎng)線一般分五類(lèi)線、超五類(lèi)、六類(lèi)、超六類(lèi)這幾種，今天咱們要評(píng)論的是千兆網(wǎng)線，也是咱們?cè)趯?shí)踐使用過(guò)程中容易忽略的一些問(wèn)題。首要咱們要知道千兆網(wǎng)線和百兆網(wǎng)線有什么差異？最直觀的，網(wǎng)線外面會(huì)有標(biāo)明，標(biāo)有CAT5E或許CAT6的是千兆網(wǎng)線，假設(shè)是CAT5就是百兆了。千兆網(wǎng)絡(luò)至少要用超五類(lèi)線，實(shí)踐中主要用的是六類(lèi)線。而五類(lèi)網(wǎng)線一般是百兆網(wǎng)線。六類(lèi)線的顯著特點(diǎn)是線中心有個(gè)十字骨架，這樣可以把四組先分隔。百兆網(wǎng)線線芯一般0.5毫米，六類(lèi)千兆線要到達(dá)0.57毫米。百兆網(wǎng)線實(shí)踐使用中一般通過(guò)四芯就可以通訊，千兆網(wǎng)絡(luò)必定要八芯一同作業(yè)才可以通訊。其他還有，假設(shè)你有在用千兆設(shè)備，通過(guò)設(shè)備可以區(qū)別是百兆仍是千兆。如下圖，每個(gè)網(wǎng)口都有左右兩個(gè)綠燈，左邊亮標(biāo)明100M速率，右邊亮標(biāo)明10M的速率，兩個(gè)都亮標(biāo)明聯(lián)接的是1000M的設(shè)備。當(dāng)然，交換機(jī)、網(wǎng)線、跟交換機(jī)聯(lián)接的設(shè)備都支撐1000M，這個(gè)1000M才會(huì)亮。其他一個(gè)留心點(diǎn)，假設(shè)你用千兆網(wǎng)線，必定要用千兆水晶頭。這個(gè)許多人會(huì)忽略，覺(jué)得水晶頭是相同的。其實(shí)是有差異的，如圖：左邊百兆，右邊千兆。咱們可以看出來(lái)百兆和千兆在結(jié)構(gòu)上也是有差異的吧。千兆網(wǎng)線做好檢驗(yàn)的時(shí)分，必定要檢驗(yàn)1-8號(hào)線全通，因?yàn)榍д拙W(wǎng)線1-8芯都作業(yè)。關(guān)于玩游戲常常掉線，查不出問(wèn)題原因的，可以考慮下千兆線，還有就是丟包比較頻頻的，也有可能是網(wǎng)線原因。買(mǎi)房子新裝修的，就直接上千兆吧，會(huì)省你往后許多費(fèi)事的。
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摘要：為適應(yīng)RFID 讀寫(xiě)器在不同應(yīng)用系統(tǒng)中的要求，開(kāi)發(fā)了一種以MSP430F149 單片機(jī)為核心的具有嵌入式以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)接口的手持式RFID 讀寫(xiě)器。文中介紹RFID 讀寫(xiě)器中單片機(jī)與以太網(wǎng)控制器RTL8139 組成的網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)了手持式RFID 讀寫(xiě)器接入Internet 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。RFID 技術(shù)目前廣泛應(yīng)用于身份識(shí)別、防偽應(yīng)用、供應(yīng)鏈應(yīng)用、公共交通管理、物流管理、生產(chǎn)線自動(dòng)化與過(guò)程控制、容器識(shí)別等領(lǐng)域。由于手持式RFID讀寫(xiě)器的存儲(chǔ)器容量有限，保存在讀寫(xiě)器中的數(shù)據(jù)可以通過(guò)USB 等接口傳送到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行處理，但為更方便快捷地將讀寫(xiě)器中的數(shù)據(jù)傳送到遠(yuǎn)程的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，將便攜設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化是解決上述問(wèn)題的有效途徑之一。但目前的手持式RIFD 讀寫(xiě)器并不具備與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接的網(wǎng)絡(luò)接口。另外，手持式RFID 讀寫(xiě)器是通過(guò)內(nèi)部所裝有的電池進(jìn)行供電，所以降低其工作功耗也是主要問(wèn)題之一。而MSP430F149 單片機(jī)是一款16 位超低功耗的處理芯片，它將多個(gè)不同功能的模擬電路，數(shù)字電路模塊集成于一身，適合應(yīng)用與需要電池供電的便攜式儀器儀表中。因此，文中主要介紹手持式RFID 讀寫(xiě)器中MSP430F149 單片機(jī)與以太網(wǎng)控制器RTL8139 接口的硬件設(shè)計(jì)的方法，以及相應(yīng)的硬件設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)和TCP /IP 協(xié)議棧的處理方法。1 網(wǎng)絡(luò)接口硬件結(jié)構(gòu)。1. 1 網(wǎng)絡(luò)接口手持式RFID 讀寫(xiě)器是便攜式射頻識(shí)別系統(tǒng)的主要設(shè)備，其網(wǎng)絡(luò)接口主要由MSP430 單片機(jī)與以太網(wǎng)控制器RTL8139 塊等組成。其網(wǎng)絡(luò)接口硬件結(jié)構(gòu)如圖1 所示。根據(jù)便攜設(shè)備的低功耗要求，MSP430 單片機(jī)采用MSP430F149,具有超低功耗、強(qiáng)大處理能力、豐富片上外圍模塊及多種存儲(chǔ)器形式等功能，其中有2 個(gè)具有中斷功能的8 位并行端口P1與P2和4 個(gè)8 位的通用并行端口P3、P4、P5與P6,可以滿足和以太網(wǎng)控制器的接口，而且能夠?qū)崿F(xiàn)RFID 讀寫(xiě)器的其他接口功能。隔離變壓器選用PM34 - 1006M10 /100 /1000M 變壓器。采用RTL8139 以太網(wǎng)控制器作為網(wǎng)絡(luò)接口。由于RTL8139 是PCI 總線接口，不能直接與8 位的MCU 接口，需要一個(gè)PCI 接口進(jìn)行轉(zhuǎn)接。單片機(jī)在進(jìn)行外部存儲(chǔ)器操作時(shí)采用的信號(hào)有P0口、P2口、ALE以及RD 和WR 信號(hào)。其中，P0口為地址（ 低8 位） /數(shù)據(jù)復(fù)用，P2口為高8 位地址信號(hào)； ALE 為地址鎖存信號(hào)，為高電平時(shí)將P0口的值鎖存到低8 位數(shù)據(jù)線上； RD 和WR 為讀寫(xiě)有效信號(hào)，低電平有效。因此，PCI 接口實(shí)際上是起到一個(gè)從單片機(jī)讀寫(xiě)時(shí)序到32位PCI 讀寫(xiě)時(shí)序轉(zhuǎn)換的作用。1. 2 RTL8139 的結(jié)構(gòu)及編程接口RTL8139 是臺(tái)灣Realtek 公司生產(chǎn)的一種高度集成的全面支持IEEE802. 3 標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)控制器芯片，支持微軟的PnP 規(guī)范。利用雙絞線可以和全雙工網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)相連接，能夠同時(shí)接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。支持UTP（ Unshielded Twisted Paired） ,AUI（ Attachment UnitInterface） 自動(dòng)偵測(cè)。支持IO 地址全解碼模式。其主要特性如下：（1）符合Ethernet Ⅱ 和IEEE802. 3 （ 10Base5,10Base2,10BaseT） 標(biāo)準(zhǔn)。（2）支持跳線和免跳線兩種工作方式。（3）全雙工，收發(fā)可同時(shí)達(dá)到100 Mbit·s - 1 的速率。（4）支持32 位數(shù)據(jù)PCI 總線。（5）允許3 個(gè)診斷LED 可編程輸出。（6）128 腳LQFP 封裝，縮小了PCB 尺寸。PCI 總線信號(hào)有3. 3 V 標(biāo)準(zhǔn)和5 V 標(biāo)準(zhǔn)，信號(hào)線眾多，但并不是所有的PCI 設(shè)備都使用全部的PCI 接口信號(hào)，實(shí)際只使用需要的即可。RTL8139AS 以太網(wǎng)控制器遵循3 V 標(biāo)準(zhǔn)，并且只使用了PCI 總線信號(hào)中的以下部分： AD[31: 0]為數(shù)據(jù)信號(hào)復(fù)用總線。FRAME 為幀周期信號(hào)，由當(dāng)前主設(shè)備驅(qū)動(dòng)，表示一次訪問(wèn)的開(kāi)始和持續(xù)時(shí)間。IRDY 為主設(shè)備準(zhǔn)備好信號(hào)。TRDY 為從設(shè)備準(zhǔn)備好信號(hào)。C /BE 為總線命令和字節(jié)使能復(fù)用信號(hào)。地址期是總線命令，數(shù)據(jù)期是字節(jié)使能。IDSEL 為初始化設(shè)備選擇信號(hào)。在參數(shù)配置讀寫(xiě)傳輸期間，用作片選。對(duì)于只有一個(gè)PCI 設(shè)備的情況，它可以總接高電平。RST 為復(fù)位信號(hào)。CLK 為系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)，頻率范圍DC ~ 33 MHz.以上信號(hào)都在CLK 的上升沿有效。INTA 為中斷請(qǐng)求信號(hào)，RTL8139數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好后可以用來(lái)向主控制器發(fā)出中斷DEVSEL 為設(shè)備選擇信號(hào)，表明驅(qū)動(dòng)它的設(shè)備已成當(dāng)前訪問(wèn)的設(shè)備，由于系統(tǒng)中，RTL8139 是單一的PCI 設(shè)備，因此該信號(hào)可以不用。2 網(wǎng)絡(luò)接口軟件結(jié)構(gòu)RFID 讀寫(xiě)器系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接口軟件主要包括硬件設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、TCP /IP 協(xié)議棧、應(yīng)用協(xié)議和其他用戶應(yīng)用程序。網(wǎng)絡(luò)接口軟件的流程如圖3 所示。其中應(yīng)用協(xié)議和其他用戶應(yīng)用程序?qū)⒃诙伍_(kāi)發(fā)時(shí)根據(jù)RFID 讀寫(xiě)器的具體功能要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，這里主要介紹硬件設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、TCP /IP 協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)方法。2. 1 硬件設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序硬件設(shè)備驅(qū)動(dòng)是將PCI 接口當(dāng)作單片機(jī)的外部存儲(chǔ)器看待，單片機(jī)以讀寫(xiě)外部存儲(chǔ)器的時(shí)序?qū)CI 接口進(jìn)行讀寫(xiě)，再由PCI 接口將這種讀寫(xiě)操作時(shí)序轉(zhuǎn)換成PCI 時(shí)序?qū)σ蕴W(wǎng)控制器進(jìn)行操作。主要包括3 個(gè)部分，網(wǎng)絡(luò)初始化，發(fā)送控制和接收控制。主要完成對(duì)CR,TCR,RCR IMR ISR,RBSTART,MAR 等寄存器操作。發(fā)送控制過(guò)程在網(wǎng)絡(luò)中，幀傳輸?shù)倪^(guò)程是發(fā)送方將待發(fā)送的數(shù)據(jù)按幀格式要求封裝成幀，然后同過(guò)網(wǎng)卡發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)的傳輸線上。發(fā)送程序框圖如圖4所示。接收控制過(guò)程分成2 步，第1 步是根據(jù)哈稀算法判斷數(shù)據(jù)包是否是本地的數(shù)據(jù)包，如果是則接收放入FIFO,如果FIFO 里的數(shù)據(jù)包達(dá)到了RCR 寄存器預(yù)先設(shè)定閾值，把數(shù)據(jù)報(bào)放入RX_BUFF.第2 步主機(jī)程序?qū)X_BUFF 里的數(shù)據(jù)讀取到內(nèi)存進(jìn)行處理。2. 2 TCP /IP 協(xié)議棧TCP /IP 實(shí)質(zhì)上是一系列協(xié)議的總稱(chēng)，是實(shí)現(xiàn)Internet通訊必不可少的部分，包括十幾個(gè)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，在這里要實(shí)現(xiàn)的是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)讀取居民用表的讀數(shù)，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量少且對(duì)實(shí)時(shí)性要求不高，不需要全部的協(xié)議，只要實(shí)現(xiàn)幾個(gè)必備的即可，權(quán)衡之下，求在最小代碼、最小資源需求和功能實(shí)現(xiàn)間取得一個(gè)平衡： 只實(shí)現(xiàn)了ICMP、TCP、IP、ARP 4 個(gè)協(xié)議，組成一個(gè)小型化的TCP /IP 協(xié)議。因?yàn)槿魏我粋€(gè)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀要發(fā)送時(shí)都必須要知道對(duì)方的物理地址，這能過(guò)ARP 協(xié)議獲得，所以要實(shí)現(xiàn)ARP 協(xié)議。而IP 協(xié)議是TCP, ICMP協(xié)議數(shù)據(jù)的傳輸格式； TCP 協(xié)議提供可靠的，可重組服務(wù)； 而ICMP 協(xié)議是調(diào)試時(shí)所不可缺少的。另外，在實(shí)現(xiàn)重發(fā)功能時(shí)，大多的做法是應(yīng)用層不參與，當(dāng)需要重發(fā)時(shí)，由TCP /IP 協(xié)議把存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)再發(fā)送一次即可，但在以單片機(jī)為主處理器的情況下，因?yàn)閱纹瑱C(jī)自身的資源有限，為了減少RAM 的使用，可以在需要重發(fā)時(shí)再由應(yīng)用層產(chǎn)生這一幀數(shù)據(jù)即可，這無(wú)需太多的時(shí)間。這樣也不必每發(fā)送一幀數(shù)據(jù)都要存在緩沖區(qū)中以備重發(fā)時(shí)使用，進(jìn)一步節(jié)省了RAM。3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析將手持式RFID 讀寫(xiě)器通過(guò)網(wǎng)線連入局域網(wǎng)交換機(jī)，預(yù)先將讀寫(xiě)器的IP 地址設(shè)置為192. 168. 1. 37,啟動(dòng)讀寫(xiě)器、交換機(jī)及電腦，在電腦的命令終端輸入ping192. 168. 1. 37 命令在電腦中打開(kāi)RFID 綜合管理系統(tǒng)，將實(shí)驗(yàn)用RFID 卡放入手持式RFID 讀寫(xiě)器后，綜合管理系統(tǒng)讀到信息手持式RFID 讀寫(xiě)器將讀到的實(shí)驗(yàn)卡信息，通過(guò)局域網(wǎng)交換機(jī)成功地傳輸?shù)诫娔X的綜合管理系統(tǒng)當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)接口的功能。4 結(jié)束語(yǔ)設(shè)計(jì)的手持式RFID 讀寫(xiě)器網(wǎng)絡(luò)接口硬件采用MSP430F149 作為控制芯片，選用PM34 - 1 006M10 /100 /1 000M 變壓器作為隔離變壓器，以及全面支持IEEE802. 3 標(biāo)準(zhǔn)高度集成的RTL8139 作為以太網(wǎng)控制器芯片，整個(gè)系統(tǒng)具有超低功耗等優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了RFID 讀寫(xiě)器的網(wǎng)絡(luò)化功能，為提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力創(chuàng)造了條件。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)接口驅(qū)動(dòng)程序及TCP /IP C 語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā)，具有較好的可讀性和移植性，可以提高開(kāi)發(fā)效率，縮短開(kāi)發(fā)周期。
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路由器是一種負(fù)責(zé)尋徑的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，它在互連網(wǎng)絡(luò)中從多條路徑中尋找通訊量最少的一條網(wǎng)絡(luò)路徑提供給用戶通信。路由器有兩大典型功能，即數(shù)據(jù)通道功能和控制功能。數(shù)據(jù)通道功能包括轉(zhuǎn)發(fā)決定、背板轉(zhuǎn)發(fā)以及輸出鏈路調(diào)度等，一般由特定的硬件來(lái)完成。控制功能一般用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，包括與相鄰路由器之間的信息交換、系統(tǒng)配置、系統(tǒng)管理等。交換是一個(gè)涵義廣泛的詞語(yǔ)，當(dāng)它被用來(lái)描述數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)第二層的設(shè)備時(shí)，實(shí)際指的是一個(gè)橋接設(shè)備。而當(dāng)它被用來(lái)描述數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)第三層的設(shè)備時(shí)，又指的是一個(gè)路由設(shè)備。即交換機(jī)和路由器都可用來(lái)交換網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，只是所交換的網(wǎng)絡(luò)層次不同。同時(shí)交換機(jī)和路由器都可以用來(lái)上網(wǎng)，都是用來(lái)擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的。傳統(tǒng)的交換機(jī)只能分割沖突域，不能分割廣播域；而路由器可以分割廣播域。由交換機(jī)連接的網(wǎng)段仍屬于同一個(gè)廣播域，廣播數(shù)據(jù)包會(huì)在交換機(jī)連接的所有網(wǎng)段上傳播，在某些情況會(huì)導(dǎo)致通信擁護(hù)和安全漏洞。連接到路由器上的網(wǎng)段會(huì)被分配成不同的廣播域，廣播數(shù)據(jù)不會(huì)穿過(guò)路由器。雖然第三層以上交換機(jī)具有VLAN功能，也可以分割廣播域，但是各子廣播域之間是不能通信交流的，它們之間的交流仍然需要路由器。路由器提供了防火墻的服務(wù)，它僅僅轉(zhuǎn)發(fā)特定地址的數(shù)據(jù)包，不傳送不支持路由協(xié)議的數(shù)據(jù)包傳送和求知目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的傳送，從而可以防止廣播風(fēng)暴。
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摘要：為了得到比傳統(tǒng)片上網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)資源接口(NI)更高的數(shù)據(jù)傳輸效率和更加穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸效果，提出了一種新的高效網(wǎng)絡(luò)接口的設(shè)計(jì)方法，并采用Verilog HDL語(yǔ)言對(duì)相關(guān)模塊進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)了高效傳輸功能，同時(shí)又滿足核內(nèi)路由的設(shè)計(jì)要求。最終通過(guò)仿真軟件Xilinx ISE Design Suite 12．3和ModelSim SE 6．2b得到了滿足設(shè)計(jì)要求的仿真結(jié)果。隨著納米時(shí)代的到來(lái)，集成電路工藝不斷的發(fā)展，特別是VISI設(shè)計(jì)技術(shù)的進(jìn)步，系統(tǒng)級(jí)芯片的設(shè)計(jì)迎來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)，而這個(gè)挑戰(zhàn)的的關(guān)鍵就是怎么樣實(shí)現(xiàn)更高的通信效率。這個(gè)問(wèn)題的出現(xiàn)也預(yù)示著多核技術(shù)時(shí)代的到臨。為了應(yīng)對(duì)這個(gè)挑戰(zhàn)，人們提出了片上網(wǎng)絡(luò)(Network On Chip，NoC)的概念。片上網(wǎng)絡(luò)(NoC)移植了網(wǎng)絡(luò)通信的方式，進(jìn)而來(lái)解決多核時(shí)代的IP核互聯(lián)通信的問(wèn)題。由于片上網(wǎng)絡(luò)(NoC)具有優(yōu)秀的可擴(kuò)展性和相對(duì)較好的功耗效率，目前已經(jīng)被大多數(shù)人認(rèn)為是解決當(dāng)前甚至未來(lái)芯片設(shè)計(jì)中關(guān)于通信問(wèn)題的最重要的技術(shù)之一。1 NoC簡(jiǎn)介為傳統(tǒng)2D-MESH結(jié)構(gòu)的NoC示意圖。圖中明顯可以看出片上網(wǎng)絡(luò)(NoC)主要由4部分組成：資源節(jié)點(diǎn)(IP核)、路由節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)接口NI(Network Interface)和全局鏈路。其中網(wǎng)絡(luò)接口NI就是連接IP核與通信網(wǎng)絡(luò)的橋梁，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)接口NI的設(shè)計(jì)也是片上網(wǎng)絡(luò)(NoC)設(shè)計(jì)技術(shù)中重要的一環(huán)。網(wǎng)絡(luò)接口NI使NoC實(shí)現(xiàn)了計(jì)算資源與通信網(wǎng)絡(luò)部分的分離，允許IP核和網(wǎng)絡(luò)通信結(jié)構(gòu)分別獨(dú)立進(jìn)行設(shè)計(jì)，使計(jì)算資源相對(duì)網(wǎng)絡(luò)更加透明，從而實(shí)現(xiàn)不同資源間的互聯(lián)，提高了設(shè)計(jì)的重用性。網(wǎng)絡(luò)接口NI主要面向地址信號(hào)，數(shù)據(jù)的打包、解包、編碼，同步等方面的問(wèn)題。文獻(xiàn)提出的是一種既滿足擔(dān)保服務(wù)又滿足最大努力服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)接口NI，但是此網(wǎng)絡(luò)接口NI主要應(yīng)用于AEthereal系統(tǒng)中。文獻(xiàn)介紹了一種以O(shè)CP從模塊存在的網(wǎng)絡(luò)接口，應(yīng)用于XpIPes系統(tǒng)。2 通用網(wǎng)絡(luò)接口NI的結(jié)構(gòu)及模塊功能網(wǎng)絡(luò)接口的作用主要基于網(wǎng)絡(luò)中關(guān)于信息包信息的傳輸，并且將其轉(zhuǎn)換成資源模塊可用的形式。它的主要功能包括3個(gè)方面：提取關(guān)于IP核與網(wǎng)絡(luò)之間的通信協(xié)議；支持任何IP核與網(wǎng)絡(luò)接口連接；對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行打包和解包。當(dāng)數(shù)據(jù)在NoC中傳輸時(shí)，網(wǎng)絡(luò)接口將主IP核中的數(shù)據(jù)進(jìn)行打包，并進(jìn)行校驗(yàn)，然后將其傳輸?shù)铰酚晒?jié)點(diǎn)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)，最后由目的IP核的網(wǎng)絡(luò)接口進(jìn)行解包，校驗(yàn)進(jìn)入到目的IP核中。圖2是通用網(wǎng)絡(luò)接口的結(jié)構(gòu)模塊圖，如圖2所示其主要由通用核接口、數(shù)據(jù)打包單元、數(shù)據(jù)解包單元、存儲(chǔ)單元和異步FIFO構(gòu)成。數(shù)據(jù)打包單元主要將來(lái)自IP核的信息進(jìn)行打包，其首先將信息轉(zhuǎn)換成流控單元(flit)，然后在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行傳輸，其主要由包頭編碼單元，數(shù)據(jù)處理單元和FIFO控制單元構(gòu)成。而解包單元主要是將數(shù)據(jù)包進(jìn)行轉(zhuǎn)換，滿足目的IP核所需要的數(shù)據(jù)形式。數(shù)據(jù)打包單元和數(shù)據(jù)解包單元共享網(wǎng)絡(luò)接口中的存儲(chǔ)單元，這樣做主要是易于鏈接不同模塊。3 高效網(wǎng)絡(luò)接口的設(shè)計(jì)3．1 總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與分析本文主要是設(shè)計(jì)一種高效的網(wǎng)絡(luò)接口使其滿足數(shù)據(jù)的快速傳輸，同時(shí)能承受高的通信壓力，使其也可用于核內(nèi)路由的數(shù)據(jù)傳輸。核內(nèi)路由及將傳統(tǒng)的路由節(jié)點(diǎn)嵌入到IP核中，與IP核共享存儲(chǔ)單元，益于IP核與網(wǎng)絡(luò)通信部分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸加速，以便于加快整個(gè)NoC的網(wǎng)絡(luò)通信速率。據(jù)文獻(xiàn)可知，核內(nèi)路由也將是NoC發(fā)展的重要方向之一。如圖3所示，本文設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)接口主要包含數(shù)據(jù)接收，數(shù)據(jù)發(fā)送，緩沖區(qū)模塊和寄存器控制組4部分。當(dāng)原始數(shù)據(jù)從IP核傳輸?shù)奖揪W(wǎng)絡(luò)接口，首先由數(shù)據(jù)接收模塊將原始數(shù)據(jù)打包，并將其分為多個(gè)片(flit)。通常數(shù)據(jù)包被分為：Head flit，Datel flit，Date2 flit，Tailflit等4部分，而本網(wǎng)絡(luò)接口將其壓縮為Head flit，Datel flit，Date2 and control flit三部分，主要是將Tailflit壓縮到傳統(tǒng)Data2 flit中，因?yàn)門(mén)ail flit中只含有一個(gè)完成控制信號(hào)，所以將其合并到最后一個(gè)數(shù)據(jù)片上，通過(guò)寄存器控制模塊控制發(fā)送，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)接口，由其將接受到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行解包，滿足目的IP核的需求，同時(shí)傳輸?shù)侥康腎P核。由于本網(wǎng)絡(luò)接口也可以嵌入到IP核中，因此可以提前將Head flit發(fā)送出去，使Head flit的發(fā)送與數(shù)據(jù)打包并行處理。這樣就加速了數(shù)據(jù)的傳輸速率。此模塊主要是完成接收路由節(jié)點(diǎn)發(fā)出來(lái)的數(shù)據(jù)包以及本地IP核發(fā)出的數(shù)據(jù)包。其結(jié)構(gòu)如圖4所示，由數(shù)據(jù)接收邏輯控制模塊和數(shù)據(jù)接收狀態(tài)機(jī)模塊。 此模塊主要工作流程為：接收控制邏輯模塊→產(chǎn)生緩存地址和有效信號(hào)→狀態(tài)機(jī)模塊→產(chǎn)生接收數(shù)據(jù)的狀態(tài)。簡(jiǎn)單狀態(tài)圖如圖5所示。當(dāng)系統(tǒng)復(fù)位，整個(gè)狀態(tài)機(jī)處于空狀態(tài)(idle)，當(dāng)同時(shí)接收到有效的數(shù)據(jù)信號(hào)和信道控制信號(hào)時(shí)，進(jìn)入接收數(shù)據(jù)長(zhǎng)狀態(tài)(r_length)。隨著clk上升沿的到達(dá)，順序進(jìn)入接收數(shù)據(jù)目的地址的狀態(tài)(r_desti_addr)，接收源地址狀態(tài)(r_source_addr)，接收數(shù)據(jù)狀態(tài)(r_receive)。數(shù)據(jù)接收完成后，置數(shù)據(jù)傳輸完成信號(hào)無(wú)效后，狀態(tài)機(jī)恢復(fù)初始狀態(tài)(idle)。3．3 數(shù)據(jù)發(fā)送模塊的設(shè)計(jì)此模塊主要是將從路由節(jié)點(diǎn)得到的數(shù)據(jù)發(fā)送給IP核，或者是將從IP核得到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)中去。設(shè)計(jì)思路同數(shù)據(jù)接收模塊相似。結(jié)構(gòu)圖如圖6所示分為2部分：數(shù)據(jù)發(fā)送控制邏輯模塊和數(shù)據(jù)發(fā)送狀態(tài)機(jī)模塊。其狀態(tài)機(jī)的轉(zhuǎn)移圖如圖7所示。簡(jiǎn)述：idle→(有效數(shù)據(jù)發(fā)送信號(hào))ask(信道請(qǐng)求信號(hào))→(響應(yīng)信道請(qǐng)求)buf_en→(clk上沿)t_length→t_date→(數(shù)據(jù)信號(hào)完成響應(yīng))idle。3．4 寄存器控制組模塊的設(shè)計(jì)此模塊主要分為：狀態(tài)寄存器，邏輯控制寄存器，接收數(shù)據(jù)長(zhǎng)寄存器，接收數(shù)據(jù)源地址寄存器。4個(gè)寄存器都為8位寄存器。滿足了各節(jié)點(diǎn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)接口的控制。表1為狀態(tài)寄存器。當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)接口的工作狀態(tài)有表中寄存器的低兩位所代表?！?”代表處于r_date，“1”代表處于s_date。4 系統(tǒng)仿真與驗(yàn)證結(jié)果 本文設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)接口主要是使用Xilinx ISE Design suite 12．3和ModelSim SE 6．2b仿真軟件進(jìn)行仿真和驗(yàn)證。圖8是網(wǎng)絡(luò)接口中數(shù)據(jù)接收模塊功能仿真圖，圖9是數(shù)據(jù)發(fā)送模塊功能仿真圖。實(shí)驗(yàn)主要是通過(guò)主時(shí)鐘控制數(shù)據(jù)的發(fā)送，采用50 MHz的時(shí)鐘，每2個(gè)時(shí)鐘發(fā)送一個(gè)IP核數(shù)據(jù)，發(fā)送完成的到flag標(biāo)識(shí)。從結(jié)果可以看出此設(shè)計(jì)便于加快數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸效率。實(shí)驗(yàn)中源IP核輸出數(shù)據(jù)為32位，通過(guò)NI1把數(shù)據(jù)分為高16位和低16位輸出，到達(dá)目的NI2，通過(guò)NI2把數(shù)據(jù)合并為32位，最終輸入到目的IP核內(nèi)。結(jié)果顯示，數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程數(shù)據(jù)保持了較強(qiáng)的穩(wěn)定性，同時(shí)發(fā)送與接收都準(zhǔn)確的做出了應(yīng)答，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。5 結(jié)語(yǔ)本文設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)接口主要是針對(duì)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速率要求較高，對(duì)傳輸效果穩(wěn)定性要求較高的NoC體系。通過(guò)實(shí)驗(yàn)基本實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)要求，同時(shí)此網(wǎng)絡(luò)接口具有較強(qiáng)的實(shí)用性，對(duì)與今后核內(nèi)路由的研究具有重要的意義。