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多USB接口的局域网接入技术的实现

程石 胡爱群 蔡天佑 王兴建?? 2008年12月04日 ?? 收藏0

  2.2 RTL8204的配置

  RTL8204的系统配置通过读取某些控制引脚上电时刻的电平来实现。RTL8204在上电时读取对应的引脚电平,并将其状态写入自己的内部寄存器中。这些控制引脚包括速率的选择(10Mbps/100Mbps)、全双工/半双工的选择以及自动协商的使能。本系统选择了自动协商工作方式,使 RTL8204可以自动地与传输方式未知的上级网络设备协商物理层信号的传输方式。

  降此以外,对RTL8204最重要的配置是其端口的物理地址的设备。本系统用RTL8204的C端口连接RTL8308B的C端口,要求这两个端口的物理地址一致。前文所述,RTL8308B的C端口地址应为0AH,所以,应该将该RTL8204的C端口地址设置成为0AH,具体设备方法可以参考文献[3]。

  2.3 AX88170的系统配置

  USB转换芯片AX88170的数据接口可以选择MII接口或者RMII接口,本系统选择了设计较为简单的RMII接口。AX88170还可以工作在PHY模式或者MAC模式下,在本系统中,RTL8308B工作在MAC层,对其他芯片的传输方式进行控制。所以,这里需要将MX88170设置为工作在PHY模式下。

  和前所述的REL8204、RTL8308B一样,AX88170的物理地址的设置也要与RTL8308B的设置相一致。本文中的4片 AX88170分别与RTL8308B的E、F、G、H端口连接,所以对应的物理端口地址应该分别设置为0CH、0DH、0E和0FH。

  除此之外,在存储AX88170控制信息的EEPROM93LC56中,还存储这个端口的MAC地址。这里4个MAC地址和RTL8308B的MAC地址的选择应该避免自身的重复,并且不应与现有局域网里的MAC地址重复。

  2.4 其它控制信号

  整个系统的复位信号的重要性不言而喻,除了每片芯片都有各自最小时间的要求外,交换控制器RTL8308B还要求在复位后完成重新配置的时间不能早于其他物理层芯片(即RTL8204和4片MX88170)的配置暗。也就是说,RTL8308B的复位时间不能短于其他物理层芯片的复位时间。所以本系统还采用了MAXIM的MAX809芯片用作所有芯片的复位信号,既保证了复位信号的单稳的可靠性,也保证了RTL8308B和其他物理层芯片的复位时间是相等的。

  在本系统中,时钟信号成为重要,特别是50MHz的时钟信号。50MHz时钟信号需要连接到RTL8308B、RTL8204和4片 MX88170的RMII接口,需要足够的驱动能力,并且它们之间的相位差要足够小才可以保证传输的可靠性。本系统采用了IDT公司的 49FCT3805(1:5时钟驱动芯片)对时钟信号增加了驱动力,并增大了扇出。

  3 测试程序和驱动程序

  为了方便硬件的调试,还需要编写简单的测试程序来调试系统。除标准USB指令外,AX88170厂家提供了关于MX88170的特殊指令,包括读写EEPROM、读写片内收发存储器、读写内部其他控制寄存器等,方便了系统的调试。由于MX88170芯片的厂商免费提供了其在Windows 98、Windows 2000和Windows Me下的驱动程序,所以本系统仅仅编写了简单的USB设备的测试程序,主要用来调试AX88170的工作状态。图2给出了程序的流程图。程序初始化后打开目标设备,然后读取设备标识和配置标识并判断。如果正确,则继续读取设备标识和配置标识并判断。如果正确,则继续读取EEPROM里的MAC地址和物理端口地址,之后向MX88170的片内发送SRAM和接收SRAM读写数据,如果结果正确即证明AX88170已经能够正常工作。MX88170完整的驱动程序由芯片厂端免费提供。

  经过测试,本系统工作性能稳定。

  本系统用于办公室或实验室环境下的计算机组网,支持IEEE 802.3的10Mbps/100Mbps以太网标准,兼容全双工和半双工网络。图3为它的应用实例,它可以将4台电脑通过USB接口连接在一起,并与局域网相连,从而实现多台计算机的信息交换、资源共享。各用户终端可以通过本设备连接至局域网,进而与Internet网络相连。

应用实例

  系统下一步的改进主要针对两个方面:一是高速的USB 2.0协议;二是增加USB接口数量,使其能适应更高速更复杂的网络。

  与传统的用以太网卡的局域网接入方式相比较,利用本文的USB接口以太网适配器接入较为灵活、方便,而且成本低廉,具有良好的市场前景。


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USB? 局域网? RTL8204?

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