0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看威廉希尔官方网站 视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

基于Intel 82551以太网控制芯片实现CPCI以太网卡电路的设计

电子设计 来源:现代电子威廉希尔官方网站 作者:程增艳,王丽 2021-06-22 16:26 次阅读

基于PCI总线的以太网控制器是现在以致将来网络应用方面的一个主要发展方向。8位ISA网卡目前已被淘汰,市场上常见的是16位ISA接口的10 Mb/s网卡,它的惟一好处就是价格低廉,适合于一些如网吧等要求不高的场合使用。而VESA、EISA网卡速度虽然快,但价格较贵,市场很少见。目前市场上的主流网卡是PCI总线的网卡。CPCI威廉希尔官方网站 是在PCI威廉希尔官方网站 基础之上经过改造而成,基于CPCI以太网卡性能更高。该文就是要设计一种高性能又不增加芯片成本的以太网卡电路。在仔细分析以太网的原理和理解CPCI总线原理的基础上,以Intel 82551为例研究设计了一种高效的以太网卡电路。

1 CPCI的特点

CPCI(Compact Peripheral Computer Intercon-nect,紧凑的PCD具有以下特点:

(1)继续采用PCI局部总线威廉希尔官方网站

(2)抛弃IPC传统机械结构,改用经过20年实践检验了的高可靠欧洲卡结构,改善了散热条件,提高了抗振动冲击能力,符合电磁兼容性要求;

(3)抛弃IPC的金手指式互连方式,改用2 mm密度的针孔连接器,具有气密性、防腐性,进一步提高了可靠性,并增加了负载能力。

2 Intel 82551以太网控制芯片简介

Intel 82551是Intel公司的一款高集成的以太网控制芯片,它的主要功能是实现以太网帧的收发。它集成了10/100 Base-T MAC控制器和10/100 Base-TPHY控制器,支持数据的全双工或半双工传输,支持自动协商,支持10/100 Mb/s传输速率,支持流控机制。

2.1 Intel 82551芯片结构

Intel 82551由五个单元组成:并行子系统、FIFO系统、Manageability系统、CSMA/CD 单元、PHY单元。并行子系统包括FLASH/E2PROM接口、PCI接口、DMA通道和微码引擎。Intel 82551具备128 KB寻址能力的FLASH和E2PROM接口,外扩的FLASH或E2PROM主要用来储MAC地址和一些配置信息。Intel 82551通过CPCI接口挂接到CPCI总线上,与CPU间的数据传输通过DMA(Direct Memory Access,直接内存存取)的方式进行,这种方式是Intel82551向CPU申请CPCI总线控制权,在不需CPU的干预下与系统内存之间进行数据的传输,而且Intel82551具有Scatter/Gather(分散/集聚)能力,能够支持连续地访问内存物理地址不连续的数据块。微码引擎的主要任务是将系统内存空间的数据缓冲区的指针告诉DMA单元,以便Intel 82551直接访问数据缓冲区。微码引擎具体分为CU(发送单元)和RU(接收单元)两个相互独立的部分,CU控制数据的发送,RU控制数据的接收,均不需CPU的干预,是控制Intel 82551数据收发的主要功能模块。FIFO子系统包括3 KB的发送缓冲区,3 KB的接收缓冲区,以及FIFO控制器。它的作用是在并行子系统和CSMA/CD子系统之间起数据缓冲的作用。

10/100 Mb/s CS/CD子系统执行802.3协议定义的功能,比如帧重组、碰撞的检测等。10/100 Mb/sPHY子系统直接连接到10/100 Mb/s的网络,支持100 Base-Tx Fullduplex,100 Base-Tx Halfduplex,10 Base-Tx Fullduplex,10 Base-Tx Halfduplex。

2.2 Intel 82551寄存器

Intel 82551以太网控制芯片的操作命令主要是通过SCB(Control/Status Register)寄存器来控制。SCB的格式如表1所示。

其中偏移地址为00h的低16位是SCB的状态位,每一位都对应表示中断的状态,引起中断的原因,以及CU和RU的状态。高16位是命令位,通过向该命令位写入命令字,控制Intel 82551的各种行为。偏移地址为04h的是指向命令块的指针,由于Intel82551是通过CU单元来执行各种命令块,所以要告知CU单元所执行的命令的地址。Intel 82551芯片还有一系列的特殊命令,例如Nop,Configue,Transmit和Receive等命令。

3 CPCI总线与Intel 82551连接方法

CPCI是一种同步总线,数据/地址复用,总线宽度为32位,可以扩展到64位,最高工作频率为64 MHz。支持快速背对背传输、碎发传输及Cache操作,具有较高的传输速率、数据吞吐率和良好的扩展性。连接方法如图1所示。

4 Intel 82551与传输介质接口

要实现以太网接口,以太网变压器是不可缺少的。在差分接收引脚(RX+/RX-)上,需要1个专用于10 Base-T操作的1:1脉冲变压器;在差分发送引脚(TX+/TX-)上,需要外接1个带有中心抽头的1:2.5脉冲变压器。变压器应具有2 kV以上的电压隔离性能,以防止静电干扰。接口电路如图2所示。

5 以太网控制芯片配置

其他的,还有一颗E2PROM芯片,通常是一颗93C46。里面记录了网卡芯片的供应商ID、子系统供应商ID、网卡的MAC地址、网卡的一些配置,如SMI总线上PHY的地址,BootROM的容量,是否启用BOOTROM引导系统等。

在系统启动时,CPU遍历查找PC总线以及设备,为其分配所需要的资源,并映射其设备空间。其查找的依据就是PCI配置空间中的DeviceID和VendorID这两个字段。

它表示系统中可能存在VendorID为0x8086(表明是Intel公司生产的),DeviceID为0x1209(Intel 82551在Intel公司的序号)的设备,这样的设备可以有多个。使用eeupdate工具对93C46在线读写,写入内容如下:

6 结 语

网卡插入系统运行良好,连上HUB,与其他系统收发数据正常。Chariot(网络战车)是一款权威的网络测试软件,它可以interwetten与威廉的赔率体系 出多种网络使用环境,测量网络的数据吞吐量、传输速率等数据。利用Chariot来测试这款网卡和市场购买的网卡。用Chariot测试时,先找来A、B两台电脑,将两台电脑对连并装上Chariot。A电脑作为测试机,两款网卡就装在这台机器上,将网线分别插到A电脑的不同网卡上就可以进行测试了。Intel82559网卡由于处理器性能更强,所以无论在传输速率、CPU占用率和转发率上都有更好表现,比其他网卡更强。

责任编辑:gt

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 芯片
    +关注

    关注

    455

    文章

    50732

    浏览量

    423247
  • 控制器
    +关注

    关注

    112

    文章

    16339

    浏览量

    177851
  • 以太网
    +关注

    关注

    40

    文章

    5419

    浏览量

    171624
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    千兆以太网卡芯片时钟产生电路设计方案

    千兆以太网卡芯片时钟产生电路的设计与实现
    发表于 04-28 07:33

    高效的以太网卡电路怎么实现

    。该文就是要设计一种高性能又不增加芯片成本的以太网卡电路。在仔细分析以太网的原理和理解CPCI总线原理的基础上,以
    发表于 09-18 07:42

    如何去实现一种基于CPCI总线的以太网卡

    CPCI的特点是什么?CPCI总线与Intel 82551是如何连接的?如何去实现一种基于CPCI
    发表于 06-03 06:49

    以太网控制芯片的设计及实现

    以太网控制芯片的设计及实现 网络控制芯片的功能与设计
    发表于 07-26 22:34 1529次阅读
    <b class='flag-5'>以太网</b><b class='flag-5'>控制</b>器<b class='flag-5'>芯片</b>的设计及<b class='flag-5'>实现</b>

    基于CPCI总线10/100 Mb/s以太网卡的设计与实现

    基于CPCI总线10/100 Mb/s以太网卡的设计与实现 0 引 言    基于PCI总线的以太网控制器是现在以致将来网络应用方面的一个
    发表于 11-11 16:42 1233次阅读
    基于<b class='flag-5'>CPCI</b>总线10/100 Mb/s<b class='flag-5'>以太网卡</b>的设计与<b class='flag-5'>实现</b>

    图解以太网卡功能与用料

    图解以太网卡功能与用料 网络中最基础的部件是什么?不是交换机也不是路由器,而是小小的不起眼但又无处不在的网卡。如
    发表于 12-26 13:44 2094次阅读

    Intel发布业界首款双口10Gb以太网卡

    Intel发布业界首款双口10Gb以太网卡  Intel今天发布了第三代基于10GBase-T 10Gbps以太网标准的服务器
    发表于 01-29 09:17 1039次阅读

    SFN5122F低功耗低延迟10G以太网卡

    SFN5122F低功耗低延迟10G以太网卡 Solarflare推出低功耗低延迟10G以太网卡,SFN5122F双端口SFP+ 10Gb以太网服务器适配器提供业界最低功率和最低延时。该卡
    发表于 05-05 09:00 1678次阅读

    ST有关以太网讲座课件

    ST公司培训有关以太网讲座课件,包括tcp/ip协议、以太网基础、Lwip、网卡设计与实现等等介绍
    发表于 03-07 11:50 20次下载

    什么是以太网卡 以太网卡的未来

    以太网卡是一种网络适配器。这些适配器支持使用电缆连接的高速网络连接的以太网标准。 尽管它们曾经无处不在,但有线以太网端口正逐渐被计算机中的 Wi-Fi 网络功能所取代,Wi-Fi 网络功能提供了相对于
    发表于 12-13 13:36 1694次阅读

    如何快速分辨以太网与千兆以太网

    本文解释并比较了两种类型的以太网:快速以太网与千兆以太网。快速以太网和千兆以太网之间的最大区别在于速度。
    的头像 发表于 05-06 16:35 4495次阅读
    如何快速分辨<b class='flag-5'>以太网</b>与千兆<b class='flag-5'>以太网</b>

    亚信电子最新工业以太网控制芯片解决方案介绍

    介绍亚信电子最新的工业以太网EtherCAT从站控制芯片与TSN PCIe千兆以太网卡解决方案。 因应全球对智能生产自动化的强大需求,工业以太网
    的头像 发表于 08-08 11:12 2123次阅读

    以太网卡、IB网卡的详细介绍以及区别分析

    以及威廉希尔官方网站 能力的提升,也出现了各种类型的网卡,如以太网卡和IB网卡等。本文也将着重介绍以太网卡和IB网卡的区别,希望能帮助到您选择最合适的
    的头像 发表于 10-28 17:09 8440次阅读
    <b class='flag-5'>以太网卡</b>、IB<b class='flag-5'>网卡</b>的详细介绍以及区别分析

    亚信电子最新工业以太网控制芯片解决方案

    这个视频介绍亚信电子最新的工业以太网EtherCAT从站控制芯片与TSNPCIe千兆以太网卡解决方案。因应全球对智能生产自动化的强大需求,工业以太网
    的头像 发表于 03-30 17:20 1069次阅读
    亚信电子最新工业<b class='flag-5'>以太网</b><b class='flag-5'>控制</b><b class='flag-5'>芯片</b>解决方案

    PXIe40G以太网卡资料文件

    产品介绍PXIe730440G以太网卡具有局域性能加速、网络安全、网络融合、网络虚拟化、数据中心桥接等多项功能,通讯带宽为40Gbps,支持PCIE3.0串行总线接口。
    发表于 11-30 15:04 7次下载