本文以DSP芯片C6455为运用渠道，介绍了一种自适应的光纤和网络接口通讯规划办法。体系具有两个光纤和网络接口，能够主动识别所刺进的设备，在不断电状况下能够恣意交流接口，无须用户参加。文中具体介绍了该体系的软硬件规划办法。
导言
遵从IEEE802．3规范的网络通讯现已运用到较广泛的场合。其具有衔接便利、即插即用的特色。网线物理结构一般运用五类或许六类屏蔽双绞线，在由金属制造的物体上传递信号，存在线缆衰减、串扰，受环境影响较大。在高速千兆长间隔传输速度下，网络传输的误码率添加，传输功用下降较快，所以依据网线的传输间隔一般不大于100 m。为了完结长间隔通讯，运用光作为传输前言的光纤通讯得到运用和开展。光纤通讯能够长间隔进行，光信号衰减小，抗串扰才能强。在运用10 μm的单模光纤时，传输间隔高达5 000 m，满意大部分运用场合。
DSP(数字信号处理器)具有较高的作业频率，其内部集成硬件网络MAC接口，外接一个物理层芯片就能够便利地完结千兆网络通讯。能够经过硬件或许软件装备办法完结千兆网络和光纤接口的在线切换。本文介绍一种依据高速数字信号处理器TMS320C6455的嵌入式千兆网接口规划，并经过软硬件自适应装备网络或光纤接口。
1 C6455及其结构
C6455是TI公司功用较强的定点DSP之一，其最高作业频率到达1．25 GHz，单个指令周期能够运转8条32位指令。全速运转能够供给9 600 MIPS定点核算才能。C6455的内部结构如图1所示。
C6455具有32 KB的一级数据Cache(L1D)、32 KB的一级程序Cache(L1P)以及较大容量的2 MB的2级存储空间，芯片片内有一个32 KB的ROM。C6455具有DDR2操控器接口，能够外接DDR2，直接寻址规模到达512 MB。C6455的片表里设有RapidIO、PCI、EMIF、千兆网口以及SPI、I2C总线、GPIO等接口。这些接口经过片内的高速互联总线和CPU处理器交互数据。千兆网口片内集成MlAC层芯片，该MAC层芯片具有EMAC模块和MDIO模块。所以，C6455用于网络通讯，只需求外接一个物理层芯片就能够了。其间的MDIO模块用于和物理层芯片树立衔接，假如呈现接口切换、掉电等状况，都能够经过MDIO接口取得相应信息。EMAC模块用于数据的收发，C6455片内集成8个8K的收发缓冲区。运用TI公司免费供给的NDK(Net Development Kit)软件，能够很便利地树立网络通讯。
2 88E1111及其结构
能够和C6455衔接的物理层芯片许多，基本上大部分公司的物理层芯片都能够和C6455衔接，但不同公司的芯片需求改动NDK软件中的部分寄存器设置。本文运用Marvell公司的88E1111物理层芯片进行光纤和千兆网络的衔接。88E1111的片内结构如图2所示。
网络RJ45接口发送过来的数据经过A／D转化器转化，数字信号经过译码滤波和均衡后由接纳单元传输到MAC芯片，完结了数据的接纳。 MAC发送的数据经过整形滤波后由D／A转化器变换成模拟信号发送到RJ45接口。为了下降误码，88E1111内部具有PLL锁相环、增益操控、时序操控和相位操控、回音抵消等模块，这些模块都是为了进步数据传输的可靠性，在不同环境或许不同外接设备下，都能够高速、可靠地通讯。
图2中的LED操控模块完结数据传输时的灯火显现，MDIO模块树立链接，JTAG用于芯片仿真测验，时钟模块供给作业时钟，电源复位用于发动作业。
3 硬件规划
硬件规划首要包含C6455和88E1111的接口规划、88E1111和RJ45的接口规划、88E1111和光纤的接口规划、88E1111的硬件装备规划等几个部分。
C6455和88E1111的接口电路如图3所示。C6455选用RGMII(RedtJced Gigabit Media Independent Interface)接口，兼容10／100M作业办法。其间，RGTXC和RGRXC为发送和接纳时钟，在时钟的上升和下降沿都能够传输数据，收发均选用4线，如图3中的RGTXD[3：0]和RGRXD[3：0]引脚。RGTXCTL为发送使能引脚，RGRXCTL为接纳操控引脚，该引脚电平呈现上升沿时，表明接纳数据有用。RGMDIO和RGMDCLK为MDIO模块的数据和时钟信号，用于C6455和88E1111树立衔接。C6455能够经过该接口装备88E1111，或许读取88E1111的信息。因为88E1111的MDIO模块输出为2．5 V电压，而C6455选用1．5 V电压，所以两者之间需求添加电压转化芯片，本规划选用SN74TVC3306完结电压转化，接口电路如图4所示。
88E1111和RJ45的接口如图5所示。图中H5062为网络阻隔变压器，其作业原理是运用特性阻抗的耦合特性，下降刺进损耗、回音以及串扰，供给网络滤波，削减传输介质上的搅扰。88E1111和H5062选用差分衔接线，一般需求运用阻抗匹配网络，如图中的R1和C1。H5062和RJ45之间也需求阻抗匹配网络，如图中的R2和C2。
88E1111和光纤的接口如图6所示。运用两片光收发器芯片SSFF135衔接光纤和DSP。将光收发器的发送和接纳引脚对应衔接到C6455就能够了。为了阻抗匹配，运用了电阻%&&&&&%阻隔电路。
能够经过设置88E1111的装备引脚，将外设接口装备成RJ45或许光纤。装备成RJ45的硬件设置如图7所示，图7中能够不运用电阻，为了调试和测验便利，能够添加一个0 Ω的电阻。假如将接口装备成光纤接口，依据88E1111的技能手册，依照其阐明装备即可。硬件装备接口后，体系将固定为一种接口办法，假如外设需求自适应装备接口办法，就需求选用软件办法。
4 软件规划
在不掉电状况下切换接口就需求C6455实时检测到硬件装备的改动。接口切换的软件装备流程如图8所示。
只需接口切换，88E1111会主动检测到硬件发生变化，而且将状况存储到其寄存器中，发送EMAC中止到C6455。C6455接纳到中止请求后，经过MDIO接口读取88E1111寄存器的值，并依据设置从头装备88E1111，从头装备后，网络的衔接将从头树立，树立后就完结了硬件的当时装备状况，完结在线接口的切换。C6455和88E1111的数据通讯流程如图9所示。
结语
网络和光纤数据传输是嵌入式体系广泛运用的办法，本文介绍了依据C6455的千兆网口和光纤接口的自适应数据通讯，能够在体系不掉电状况下，在两个接口之间主动切换，文中介绍了该数据通讯体系的软硬件规划办法。该办法能够运用于嵌入式体系中，能够无需光纤路由器完结千兆网和光纤的数据通讯。
