基于微控制器芯片的以太網擴展系統的制作方法

本發明涉及工業通信領域，具體涉及一種基于微控制器芯片的以太網擴展系統。

背景技術：

電力系統保護測控類設備是當電力系統中的電氣元件發生故障或不正常運行時，快速而準確地使斷路器跳閘或發出信號的自動控制裝置。智能變電站中廣泛采用電子式互感器、合并單元、智能終端等設備，使得智能變電站中的保護測控類設備以太網的接口需求越來越多，同時隨著精準對時協議的推廣，基于網絡對時的應用也逐漸盛行，因此，多以太網絡接口且具有同步功能的技術對于保護測控類設備的性能的提高及功能的增強至關重要。

通常，微控制器芯片(例如DSP芯片)中只有一個MAC控制器，因此只能接一個獨立MAC控制器。實際的工程中，需要3個以太網，一般DSP芯片是無法實現的。要擴展多個以太網，現有技術中，可以通過現有MAC控制器加SWITCH芯片來實現。但是，這種方案中，各個以太網不具有獨立MAC通道，如果工程要求獨立MAC通道，就無法滿足工程的需要。

如何實現DSP芯片多個獨立的以太網通道成為亟待解決的技術問題。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題在于如何實現微控制器芯片多個獨立的以太網通道。

為此，根據第一方面，本發明實施例公開了一種基于微控制器芯片的以太網擴展系統，包括：

微控制器芯片，微控制器芯片具有擴展接口；擴展模塊，包括至少一個以太網物理層通道；擴展模塊連接至擴展接口；通道控制器，連接至擴展模塊，用于對擴展模塊進行控制，以開啟/關閉至少一個以太網物理層通道中的一個或多個。

可選地，擴展接口為SRIO、hyperlink和PCIe接口中的任意一種或任意組合。

可選地，擴展模塊為協議轉換芯片。

可選地，擴展模塊將擴展接口轉換為至少兩個并行的以太網接口，至少兩個并行的以太網接口通過擴展接口與微控制器芯片進行數據交互。

可選地，通道控制器為以太網控制器。

可選地，微控制器芯片為DSP芯片。

本發明技術方案，具有如下優點：

本發明實施例提供的基于微控制器芯片的以太網擴展系統，由于擴展模塊包括至少一個以太網物理層通道，擴展模塊連接至擴展接口；通道控制器用于對擴展模塊進行控制，以開啟/關閉至少一個以太網物理層通道中的一個或多個。從而，實現了通過擴展模塊對微控制器芯片的以太網物理層通道進行擴展，相對于現有技術中，通過切換開關芯片的物理層通道中導致的輪尋的方式，本實施例能夠實現多個獨立的以太網通道并行工作，繼而提高了通信的速率；相對于輪尋的方式，減少了數據丟失概率，從而提高了通信的可靠性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例中一種基于微控制器芯片的以太網擴展系統示意圖。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

在本發明的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，還可以是兩個元件內部的連通，可以是無線連接，也可以是有線連接。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

此外，下面所描述的本發明不同實施方式中所涉及的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互結合。

為實現微控制器芯片多個獨立的以太網通道，本實施例公開了一種基于微控制器芯片的以太網擴展系統，請參考圖1，為該以太網擴展系統結構原理示意，該以太網擴展系統包括：微控制器芯片1、擴展模塊2和通道控制器3，其中：

微控制器芯片1具有擴展接口11。本實施例中，以微控制器芯片1為DSP芯片(例如TMS320C6655)為例進行說明。在具體實施例中，擴展接口11可以為SRIO、hyperlink和PCIe接口中的任意一種或任意組合。具體地，SRIO、hyperlink都是需要通過FPGA來實現，實現難度較大，而且增加了系統的功耗。因此，本實施例中，擴展接口11優選為PCIe接口，相對簡單，具有專門的芯片可以實現。

擴展模塊2包括至少一個以太網物理層通道21，擴展模塊2連接至擴展接口11。在具體實施例中，擴展模塊2可以具有多個與擴展接口11物理參數相同的接口，以實現以太網通道的連接。在可選的實施例中，擴展模塊2為協議轉換芯片(例如89HPES6T5)，以使得各以太網通道符合相應的通信協議。在具體實施例中，擴展模塊2將擴展接口11轉換為至少兩個并行的以太網接口22，至少兩個并行的以太網接口22通過擴展接口11與微控制器芯片1進行數據交互。

通道控制器3連接至擴展模塊2，用于對擴展模塊2進行控制，以開啟/關閉至少一個以太網物理層通道中的一個或多個。在可選的實施例中，通道控制器3為以太網控制器，例如以太網控制器芯片WG82574IT。本實施例中，由于通過以太網控制器控制擴展模塊2，并對其以太網物理層通道進行相應的控制，從而實現了微控制器芯片多個獨立的以太網通道，具體地，微控制器芯片自身一個以太網通道，擴展模塊2提供一個或多個以太網物理層通道。

為便于本領域技術人員理解，以微控制器芯片為TMS320C6655為例進行示例，以下示例中，擴展模塊為89HPES6T5芯片，通道控制器為WG82574IT芯片。

TMS320C6655的PCIe(2lane)接口通過89HPES6T5芯片將2lane的PCIe接口轉換成2個1lane的PCIe接口，每個接口接PCIe的以太網控制器芯片WG82574IT。從而，可以使得每個以太網都有自己的MAC控制器。同時由于TMS320C6655的PCIe(2lane)接口每個lane的通信速度為5GBaud，分成2個就是每個lane具有5GBaud的通信速率，可以滿足千兆以太網需要通信的1.25Gbps/s的帶寬的要求。實現了DSP本身的獨立MAC控制器的擴展，同時方案簡單可靠，外圍器件少，功耗小，也就可以保證通信的速率、可靠性。

本實施例提供的基于微控制器芯片的以太網擴展系統，由于擴展模塊包括至少一個以太網物理層通道，擴展模塊連接至擴展接口；通道控制器用于對擴展模塊進行控制，以開啟/關閉至少一個以太網物理層通道中的一個或多個。從而，實現了通過擴展模塊對微控制器芯片的以太網物理層通道進行擴展，相對于現有技術中，通過切換開關芯片的物理層通道中導致的輪尋的方式，本實施例能夠實現多個獨立的以太網通道并行工作，繼而提高了通信的速率；相對于輪尋的方式，減少了數據丟失概率，從而提高了通信的可靠性。

顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明創造的保護范圍之中。