一种多路以太网通信系统技术方案

本发明专利技术提供一种多路以太网通信系统，包括：N个物理接口收发器，每一路物理接口收发器连接到对应的网络接口；及集成在FPGA芯片上的N个控制器；N个控制器与N个物理接口收发器一一对应连接；其中，控制器包括：发送单元，用于从外部存储器中读取通信数据，并经与之对应的物理接口收发器转发至网络上；接收单元，用于经由与之对应的物理接口收发器接收源于网络的通信数据，并将所接收的通信数据处理为符合外部存储器要求的通信数据，将符合外部存储器要求的通信数据写入外部存储器。本发明专利技术通过FPGA内部的输入输出接口来实现MAC接口，由于FPGA可实现任何电路的灵活性，具有较强的实际应用能力。

【技术实现步骤摘要】
一种多路以太网通信系统
本专利技术属于网络通信
，涉及一种通信系统，特别是涉及一种多路以太网通信系统。
技术介绍
以太网是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准，在各种领域中有着广泛的应用。千兆以太网是建立在基础以太网标准之上的技术。千兆以太网和大量使用的以太网与快速以太网完全兼容，并利用了原以太网标准所规定的全部技术规范。随着因特网和内联网的发展、网络通信的模式已由过去80％的流量存在工作组或部门内部(仅20％的流量在主干网上)，快速扩展为主干网上承担80％的网络流量、只有20％的流量仍存在工作组或部门内部。这对主干网的通信能力提出了挑战，千兆以太网的兴起正适应着这种发展。而现有技术千兆以太网方案都是MAC芯片加PHY芯片加网口加变压器的结构，虽然该结构固定，但是在实现多路以太网的情况下每一路以太网都必须要一块MAC加一路PHY芯片，无法摆脱MAC芯片的束缚，而导致设计复杂，增加成本等问题。因此，如何提供一种多路以太网通信系统，以解决现有技术在实现多路以太网的情况下每一路以太网都必须要一块MAC加一路PHY芯片，无法摆脱MAC芯片的束缚，而导致设计复杂，增加成本等缺陷，实已成为本领域从业者亟待解决的技术问题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种多路以太网通信系统，用于解决现有技术中在实现多路以太网的情况下每一路以太网都必须要一块MAC加一路PHY芯片，无法摆脱MAC芯片的束缚，而导致设计复杂，增加成本的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种多路以太网通信系统，与外部存储器连接，所述多路以太网通信系统包括：N个物理接口收发器，其中，N大于等于2；每一路物理接口收发器连接到对应的网络接口；及集成在FPGA芯片上的N个控制器；N个控制器与N个物理接口收发器一一对应连接；其中，所述控制器包括：发送单元，用于从所述外部存储器中读取通信数据，并经与之对应的物理接口收发器转发至网络上；接收单元，用于经由与之对应的物理接口收发器接收源于所述网络的通信数据，并将所接收的通信数据处理为符合所述外部存储器要求的通信数据，将符合所述外部存储器要求的通信数据写入所述外部存储器。于本专利技术的一实施例中，所述控制器还包括：与所述发送单元和接收单元连接的监测单元，用于监测通信数据在发送和接收通信数据过程中所述通信数据的发送状态信息和接收状态信息。于本专利技术的一实施例中，所述通信数据的发送状态信息包括超过重试限制值、发送滞后冲突时间、和/或发送延迟时间；所述通信数据的接收状态信息包括接收错误或无效、滞后冲突信号、帧长度异常、和/或接收溢出数据。于本专利技术的一实施例中，所述控制器还包括：与所述发送单元和接收单元连接的，用于与所述物理接口收发器协商传输速率，和确定将通信数据输入到介质物理接口收发器和/或输出至外部存储器的工作模式的独立管理接口。于本专利技术的一实施例中，所述独立管理接口包括：时钟生成部，用于产生所述独立管理接口的时钟信号；移位寄存器，用于将所述发送单元发送的并行的通信数据转换为串行的通信数据，并写入所述介质物理接口收发器，和将从对介质物理接口收发器的读取到的串行的通信数据转换为并行的通信数据；输入输出控制部，用于确定通信数据是出于输出状态，还是输入状态，以便所述移位寄存器执行写入操作和读取操作。于本专利技术的一实施例中，所述发送单元还用于接收通信数据的开始标志和结束标志，将所述通信数据的开始标志和结束标志，及从所述外部存储器中读取通信数据进行封装，并根据与其对应的物理接口收发器提供的载波侦听信号和冲突检测信号，在所述网络的网络信道处理空闲状态时，将封装的通信数据通过所述独立管理接口发送至所述网络。于本专利技术的一实施例中，所述接收单元还用于将所述独立管理接口发送的并行的通信数据转换为字节数据，并对字节数据进行地址检测，CRC检验，协议判断后，将符合所述外部存储器要求的通信数据发送至所述外部存储器。于本专利技术的一实施例中，所述控制器还包括：与所述发送单元和接收单元连接的数据控制单元，用于控制所述发送单元对通信数据的发送；和控制所述接收单元对通信数据的接收。于本专利技术的一实施例中，所述数据控制单元包括：发送控制部，用于在接收到所述独立管理接口发送的控制发送通信数据的控制请求时，控制所述发送单元所发送的通信数据；接收控制部，用于在接收到所述独立管理接口发送的控制接收，通信数据的控制请求时，控制所述接收单元所接收的通信数据。如上所述，本专利技术的多路以太网通信系统，具有以下有益效果：本专利技术所述多路以太网通信系统通过FPGA内部的输入输出接口来实现MAC接口，由于FPGA可实现任何电路的灵活性，在不超过FPGA的I/O口数量情况下可实现任意数量的MAC接口，在多路以太网通讯中具有明显的优势。整体方案灵活多变，通讯稳定，能够并行多路千兆以太网通讯，具有较强的实际应用能力。附图说明图1显示为本专利技术的多路以太网通信系统于一实施例中原理结构示意图示意图。图2显示为本专利技术的控制器的原理结构示意图。元件标号说明1多路以太网通信系统11控制器12物理接口收发器13网络接口14网络变压器111发送单元112接收单元113监测单元114数据控制单元115介质独立接口121供电电路122时钟电路123滤波电路2FPGA芯片具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。本专利技术提供一种多路以太网通信系统由发送单元、接收单元、监测单元、数据控制单元、介质独立接口组成，发送单元和接收单元提供MAC帧的发送和接收功能，包括帧的封装和解包以及错误检测等。数据控制单元用于执行全双工模式中的流量控制功能。监测单元用来监视MAC的操作过程。介质独立接口提供了标准的IEEE802.3介质独立接口(MII)，用于与以太网PHY接口连接。可以和PHY协商工作速率和设置PHY的工作模式(全双工或半双工)。实施例本实施例提供一种多路以太网通信系统，与外部存储器连接，所述多路以太网通信系统包括：N个物理接口收发器，其中，N大于等于2；每一路物理接口收发器连接到对应的网络接口；及集成在FPGA芯片上的N个控制器；N个控制器与N个物理接口收发器一一对应连接；其中，所述控制器包括：发送单元，用于从所述外部存储器中读取通信数据，并经与之对应的物理接口收发器转发至网络上；接收单元，用于经由与之对应的物理接口收发器接收源于所述网络的通信数据，并将所接收的通信数据处理为符合所述外部存储器要求的通信数据，将符合所述外部存储器要求的通信数据写入所述外部存储器。以下将结合图示对本实施例所述的多路以太网通信系统进行详细说明。在本实施例中，所述多本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多路以太网通信系统，其特征在于，与外部存储器连接，所述多路以太网通信系统包括：N个物理接口收发器，其中，N大于等于2；每一路物理接口收发器连接到对应的网络接口；及集成在FPGA芯片上的N个控制器；N个控制器与N个物理接口收发器一一对应连接；其中，所述控制器包括：发送单元，用于从所述外部存储器中读取通信数据，并经与之对应的物理接口收发器转发至网络上；接收单元，用于经由与之对应的物理接口收发器接收源于所述网络的通信数据，并将所接收的通信数据处理为符合所述外部存储器要求的通信数据，将符合所述外部存储器要求的通信数据写入所述外部存储器。

【技术特征摘要】
1.一种多路以太网通信系统，其特征在于，与外部存储器连接，所述多路以太网通信系统包括：N个物理接口收发器，其中，N大于等于2；每一路物理接口收发器连接到对应的网络接口；及集成在FPGA芯片上的N个控制器；N个控制器与N个物理接口收发器一一对应连接；其中，所述控制器包括：发送单元，用于从所述外部存储器中读取通信数据，并经与之对应的物理接口收发器转发至网络上；接收单元，用于经由与之对应的物理接口收发器接收源于所述网络的通信数据，并将所接收的通信数据处理为符合所述外部存储器要求的通信数据，将符合所述外部存储器要求的通信数据写入所述外部存储器。2.根据权利要求1所述的多路以太网通信系统，其特征在于：所述控制器还包括：与所述发送单元和接收单元连接的监测单元，用于监测通信数据在发送和接收通信数据过程中所述通信数据的发送状态信息和接收状态信息。3.根据权利要求2所述的多路以太网通信系统，其特征在于：所述通信数据的发送状态信息包括超过重试限制值、发送滞后冲突时间、和/或发送延迟时间；所述通信数据的接收状态信息包括接收错误或无效、滞后冲突信号、帧长度异常、和/或接收溢出数据。4.根据权利要求1所述的多路以太网通信系统，其特征在于：所述控制器还包括：与所述发送单元和接收单元连接的，用于与所述物理接口收发器协商传输速率，和确定将通信数据输入到介质物理接口收发器和/或输出至外部存储器的工作模式的独立管理接口。5.根据权利要求4所述的多路以太网通信系统，其特征在于：所述独立管理接口包括：时钟生成部，用于产生所述独立管理接口的时钟信号；移位寄...

【专利技术属性】
技术研发人员：张仪，
申请(专利权)人：重庆川仪自动化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50