以太網(wǎng)通信接口怎樣設(shè)計(jì)才能做到出色？

　　隨著DSP處理器在現(xiàn)代工業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛，DSP的功能不僅只有快速運(yùn)算處理，還需要與其他處理器或者設(shè)備之間進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換，以實(shí)現(xiàn)資源的共享。因此，針對不同設(shè)備的需求，選擇穩(wěn)定、快速和高效率的接口方式在當(dāng)今數(shù)字信號處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)中關(guān)鍵的組成部分。

　　TI公司的8核處理器TMS320C6678(以下簡稱C6678)提供豐富的片上接口資源用于處理器與外設(shè)之間的通信，這些接口都可以用于DSP與外設(shè)之間的通信，但是靈活性有差異，使用SGMII接口來實(shí)現(xiàn)千兆以太網(wǎng)通信，可使得通信接口一般化，能夠適用于眾多的設(shè)備連接。本文針對C6678的芯片特點(diǎn)以及含有的接口資源，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了千兆以太網(wǎng)通信，主要設(shè)計(jì)了以太網(wǎng)接口電路、網(wǎng)絡(luò)底層硬件驅(qū)動(dòng)、TCP/IP協(xié)議的用戶程序，并完成了與上位機(jī)以太網(wǎng)通信測試，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字信號高速有效地網(wǎng)絡(luò)傳輸。

　　1 C6678以太網(wǎng)交換子系統(tǒng)

　　C6678是基于KeyStone I構(gòu)架的8核高性能、定點(diǎn)/浮點(diǎn)處理器，單核最高工作頻率可達(dá)1.25 GHz。C6678的以太網(wǎng)交換子系統(tǒng)包括2個(gè)以太網(wǎng)媒體訪問控制(Ethernet Media Access Controller，EMAC)、2個(gè)SGMII、1個(gè)管理數(shù)據(jù)輸入輸出(Management Data Input Output，MDIO)、3-Port以太網(wǎng)交換模塊以及網(wǎng)絡(luò)配置總線，其網(wǎng)絡(luò)交換子系統(tǒng)如圖1所示。

　　EMAC的作用是將交換子系統(tǒng)的內(nèi)部信號轉(zhuǎn)換為GMII信號傳遞給SGMII模塊;MDIO控制物理層芯片執(zhí)行對多數(shù)據(jù)流的控制輸入輸出。

　　2 PHY芯片88E1111

　　本文選擇C6678作為主芯片，由于C6678的千兆網(wǎng)絡(luò)交換子系統(tǒng)只支持SGMII接口，所以本文選擇對SGMII接口的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸具有較好兼容性的物理芯片88E1111。88E1111芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。

　　88E1111的介質(zhì)接口有銅介質(zhì)接口和光纖接口。銅介質(zhì)接口為MDI[3：0]，通過設(shè)置HWCFG_MODE[3：0]來選擇運(yùn)行模式。 88E1111集成的MDIO模塊與EMAC的MDIO接口相連接，可將方便網(wǎng)絡(luò)控制端讀取物理芯片狀態(tài)寄存器，達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測的效果。