基于无线通信模块和SOC芯片的网络数据单向处理平台制造技术

本发明专利技术公开了一种基于无线通信模块和SOC芯片的网络数据单向处理平台。平台包括两片ZYNQ芯片和无线通信模块,无线通信模块与一片ZYNQ芯片连接，无线通信模块外设射频天线，设有卡槽放置SIM卡，两片芯片分别设有两个网口和一个串口，一个网口对外为普通网口接网线，另一网口为单向传输网口，使用一根光线将两个芯片的单向传输网口连接，实现单向通路。本发明专利技术从设计层面的驱动层来实现千兆单向传输，利用网络数据包引擎libpcap进行二次调用开发来实现任意无线有线网络数据包的捕获处理和转发，该功能可根据业务处理场景的多变性来实现处理匹配不同业务处理流程，根据需求的有线网口进行搭建扩展不同的网口来适应业务场景需求。

One way network data processing platform based on wireless communication module and SOC chip

The invention discloses a network data unidirectional processing platform based on the wireless communication module and the SOC chip. The platform includes two ZYNQ chip and wireless communication module, wireless communication module is connected with a ZYNQ chip, a wireless communication module peripheral RF antenna is provided with a clamping groove placed SIM card, two chip two are respectively provided with a network interface and a serial port, a network port for foreign common port connected to a network cable network port for the one-way transmission network port, the use of a one-way light transmission network two chip port connection, realize one-way path. The present invention from the driver layer design level to achieve Gigabit one-way transmission, using network data packet engine Libpcap to achieve any wired and wireless network packet capture processing and forwarding the two call to the development, function according to the changeable business process to realize the scene processing, different business processes, according to the demand of the cable network to build the extended different network port to adapt to the business needs of the scene.

【技术实现步骤摘要】
基于无线通信模块和SOC芯片的网络数据单向处理平台
本专利技术涉及无线通信，具体涉及一种基于无线通信模块和SOC芯片的网络数据单向处理平台。
技术介绍
目前，在利用SOC芯片来实现有线无线网口进行网络数据单向收发处理平台的技术实现上，较少出现将有线和无线网口均集成在SOC芯片上，并且较少实现SOC芯片间网口单向数据传输方案。目前单向传输在SOC芯片PL搭建以太网结合底层驱动来实现的方案在目前技术中较少出现，目前百兆有专门的单向传输芯片来实现，而千兆单向传输目前没有专门芯片实现。
技术实现思路
鉴于现有技术状况，本专利技术提供一种基于无线通信模块和SOC芯片的网络数据单向处理平台。本处理平台是将无线通信模块SIM7600CE接入SOC芯片ZYNQ(可编程逻辑ARM处理芯片)的ARMLINUX系统，实现ZYNQ的无线网口，同时利用ZYNQ芯片的PL（可编程逻辑）资源搭建多个网口外设实现有线网口，其中PS(处理系统)从底层驱动来实现千兆网口的单向传输功能，通过控制linux内核底层驱动和网络收包引擎来实现网络单向数据包收发处理平台。本专利技术针对现有的嵌入式SOC芯片ZYNQ在网络数据包处理平台方面技术融合和扩展应用的局限，搭载无线通信模块SIM7600CE实现无线接入，并通过ZYNQ的PL的以太网IP核的可拓展和可设计性，实现用户需求的多网口拓展，同时修改linux内核底层驱动来实现千兆单向传输的功能，解决千兆网口的单向传输难点，并基于ARMLINUX平台利用网络数据包捕获开源库LIBPCAP实现网络数据包的捕捉处理转发等业务流程。形成了一整套可供多业务场景应用的可拓展外设接口的网络数据包处理平台。本专利技术采取的技术方案是：一种基于无线通信模块和SOC芯片的网络数据单向处理平台，其特征在于，所述处理平台包括两片ZYNQZ7030芯片和一个无线通信模块SIM7600CE,其中无线通信模块SIM7600CE与第一片ZYNQZ7030芯片通过OTG-USB管脚进行连接，无线通信模块SIM7600CE对外设有射频天线进行无线通信，同时设有卡槽放置SIM卡，两片ZYNQZ7030芯片分别设有两个网口和一个串口，其中一个网口对外为普通网口接网线，另外一个网口为单向传输网口，用于插入光模块，同时使用一根光线将两个ZYNQZ7030芯片的单向传输网口连接，实现单向通路；两片ZYNQZ7030芯片均含有单向传输网口驱动程序；两片ZYNQZ7030芯片分别含有网络数据包捕获处理转发业务程序；每个芯片由电源模块供电。本专利技术所述的单向传输网口驱动程序执行以下流程：单向传输网口驱动流程首先以太网phy驱动进行phy的初始化操作，读取设备树devicetree中的相应配置，其中包括1000basePCS/PMA的类型标识，判断phy地址，如果分配的phy地址正好是需要实现单向传输的以太网，则取消控制寄存器中的自动协商，设置自动协商为off状态，如果是正常的以太网口则跳过该步骤直接进入以太网phy状态定时读取函数，获取速率和双工模式，实现以太网的linkup状态。本专利技术所述的网络数据包捕获处理转发业务程序执行以下流程：首先读取并解析用户输入的数据流入网口名称、接收方式，数据流发送网口名称、发送方式，数据流过滤规则；其次，根据用户定义的收包方式来决定是走libpcap收包还是socket收包，如果是libpcap收包且需要过滤规则的话，编译过滤规则再进行循环收包，如果是socket收包方式则通过用户输入的ip和端口建立好socekt连接，进行接收数据；再次，对接收数据进行处理结束后，根据用户输入的发送设置，如果是libpcap发送则使用libpcap的发送函数pcap_sendpcaket来发送数据，如果是socket方式则是通过socket套接字来send发送数据。本专利技术所产生的有益效果是：利用SOC芯片ZYNQ的PL和PS的灵活的可设计性，根据网络数据包处理平台的业务场景需求，可灵活在PL设计扩展若干以太网口，同时可利用无线通信模块SIM7600CE在ZYNQZ7030芯片中的接入性，从PS的linux内核驱动层实现无线通信模块SIM7600CE的无线网口在ZYNQZ7030芯片中的可见性，进而实现ZYNQ芯片的无线网口的接入。该平台的可设计性和可拓展性是一个显著的优势，在不同的业务场景中，可根据需求的网络输入个数来拓展对外网口，并接入到linux操作系统中进行软件层面的逻辑处理。本专利技术从设计层面的驱动层来实现千兆单向传输，同时利用网络数据包引擎libpcap进行二次调用开发来实现任意无线有线网络数据包的捕获处理和转发，该功能可根据业务处理场景的多变性来实现处理匹配不同业务处理流程，并且可根据网口的外设需求来进行PL工程搭建扩展不同的网口来适应业务场景需求。附图说明图1为本专利技术硬件结构框图；图2为本专利技术单向传输网口驱动程序流程图；图3为本专利技术网络数据包捕获处理转发业务程序流程图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本专利技术做进一步说明。参照图1，本处理平台包括两片ZYNQZ7030芯片和一个无线通信模块SIM7600CE,其中无线通信模块SIM7600CE与第一片ZYNQZ7030芯片通过OTG-USB管脚进行连接，无线通信模块SIM7600CE对外设有射频天线进行无线通信，同时设有卡槽放置SIM卡，两片ZYNQZ7030芯片分别设有两个网口和一个串口，其中一个网口对外为普通网口接网线，另外一个网口为单向传输网口，用于插入光模块，同时使用一根光线将两个ZYNQZ7030芯片的单向传输网口连接，实现单向通路；两片ZYNQZ7030芯片分别含有网络数据包捕获处理转发业务程序；每个芯片由电源模块供电。其中无线通信模块SIM7600CE接入ZYNQ芯片来实现无线网口的接入和拓展，ZYNQ芯片通过PL的灵活可设计性，拓展实现多个网口，其中单向网口通过LINUX的内核驱动来修改实现单向传输功能，因此数据流可能从无线网口、有线网口、单向网口进入，而网络数据包的转发处理业务则是通过LINUX系统下基于LIBPCAP库进行开发实现的业务处理软件来实现的。具体实现分为以下几点详细说明：1.无线通信模块SIM7600CE在SOC芯片ZYNQ的接入根据无线通信模块SIM7600CE的linux下的底层驱动，融合进入linux内核源码中，增加无线通信模块SIM7600CE驱动使能配置，修改usb驱动中usb外设驱动option.c中对应驱动代码，编译内核生成对应内核镜像文件uImage，实现USBSerial在内核中的支持和加载。成功加载无线通信模块SIM7600CE后会在ZYNQ芯片的linux系统中的/dev/目录下看见无线通信模块SIM7600CE对应的USBSerial。Linux操作系统上电时会出现/dev/ttyUSB1~4如以下所示的打印信息，利用这些串口可进行AT指令的控制。打印信息：开发shell脚本，实现无线通信模块SIM7600CE的AT网络控制指令以及拨号上网指令。在ZYNQ芯片的ARMLinux中出现无线通信模块SIM7600CE的无线网卡wwan0，部署udhcpc客户端，实现自动获取ip，由基站分配给wwan0一个动态ip，实现无线网络本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于无线通信模块和SOC芯片的网络数据单向处理平台，其特征在于，所述处理平台包括两片ZYNQZ7030芯片和一个无线通信模块SIM7600CE,其中无线通信模块SIM7600CE与第一片ZYNQZ7030芯片通过OTG‑USB管脚进行连接，无线通信模块SIM7600CE对外设有射频天线进行无线通信，同时设有卡槽放置SIM卡，两片ZYNQZ7030芯片分别设有两个网口和一个串口，其中一个网口对外为普通网口接网线，另外一个网口为单向传输网口，用于插入光模块，同时使用一根光线将两个ZYNQZ7030芯片的单向传输网口连接，实现单向通路；两片ZYNQZ7030芯片均含有单向传输网口驱动程序；两片ZYNQZ7030芯片分别含有网络数据包捕获处理转发业务程序；每个芯片由电源模块供电。

【技术特征摘要】
1.一种基于无线通信模块和SOC芯片的网络数据单向处理平台，其特征在于，所述处理平台包括两片ZYNQZ7030芯片和一个无线通信模块SIM7600CE,其中无线通信模块SIM7600CE与第一片ZYNQZ7030芯片通过OTG-USB管脚进行连接，无线通信模块SIM7600CE对外设有射频天线进行无线通信，同时设有卡槽放置SIM卡，两片ZYNQZ7030芯片分别设有两个网口和一个串口，其中一个网口对外为普通网口接网线，另外一个网口为单向传输网口，用于插入光模块，同时使用一根光线将两个ZYNQZ7030芯片的单向传输网口连接，实现单向通路；两片ZYNQZ7030芯片均含有单向传输网口驱动程序；两片ZYNQZ7030芯片分别含有网络数据包捕获处理转发业务程序；每个芯片由电源模块供电。2.根据权利要求1所述的基于无线通信模块和SOC芯片的网络数据单向处理平台，其特征在于，所述的单向传输网口驱动程序执行以下流程：单向传输网口驱动流程首先以太网phy驱动进行phy的初始化操作，读取设备树devicetree中的相应配置，其中包括1000basePCS/...

【专利技术属性】
技术研发人员：幸娟，高海源，韩哲，陈轩，杨纯璞，黎晓，郝挺，
申请(专利权)人：天津光电通信技术有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12