2. Thiết kế chế tạo phần cứng
2.9.Module truyền thụng Ethernet
Trờn thị trường hiện nay cú rất nhiều IC thực hiện truyền thụng Ethernet. Cỏc IC thường tập trung vào mảng ghộp nối với mỏy tớnh cỏ nhõn thụng qua chuẩn giao tiếp PCI hoặc IDE. Những IC cú thể ghộp nối với vi điều khiển khụng nhiều. Tuy nhiờn hóng Microchip cũng đó tung ra thị trường chip điều khiển truyền thụng Ethernet
ENC28J60. Sơ đồ khối của ENC28J60 xem Hỡnh 21
Vi điều khiển Chuyển đổi tớn hiệu 75184 Max232 RS232 (5V) RS232 RS485 RS232 (3,3V) Cỏch ly quang 6N136 Chuyển đổi điện ỏp 220 VAC 5VDC CPU, Ethernet RS232/ Rs485 5VDC DI/DO 24VDC AI/AO 12VDC
Hỡnh 21 Sơ đồ khối của chip truyền thụng Ethernet ENC28J60
Ưu điểm của IC này là cho phộp thực hiện ghộp nối dễ dàng với vi điều khiển thụng
qua chuẩn SPI ( 4 dõy) với tốc độ lờn tới 20 MHz.Một số đặc tớnh cơ bản của chip
truyền thụng này như sau:
ự Chớp điều khiển truyền thụng Ethernet tương thớch với chuẩn IEEE 802.3 ự Tớch hợp MAC và 10BASE-T PHY
ự Hỗ trợ một cổng 10BASE-T cú khả năng tự động phỏt hiện phõn cực và hiệu chỉnh
ự Hỗ trợ cỏc chế Full-duplex và Half-duplex
ự Cho phộp cú thể lập trỡnh được chức năng tự động truyền lại khi xảy ra xung
đột
ự Cho phộp cú thể lập trỡnh được việc sinh ra kiểm xoỏt lỗi CRC và bọc lút ự Cho phộp cú thể lập trỡnh được việc loại bỏ tự động cỏc gúi dữ liệu bị lỗi ự Giao diện SPI với tốc độ xung nhịp lờn tới 20 Mhz
ỉ Bộ đệm truyền thụng
ự 8-Kbyte SRAM cổng kộp
ự Kớch thước của bộ đệm truyền/nhận cú thể thay đổi được ự Chu trỡnh nhận được quản lý bằng phần cứng theo kiểu FIFO
ự Độ rộng byte ngẫu nhiờn và trỡnh tự truy cập được tự động tăng ự Chức năng DMA cho phộp dữ liệu truyền nhanh chúng
ự Phần cứng hỗ trợ tớnh toỏn kiểm tra tổng đối với cỏc kiểu giao thức mạng khỏc nhau
ỉ Cỏc tớnh chất của bộ điều khiển truy cập trung gian
ự Hỗ trợ cỏc gúi truyền theo cỏc kiểu Unicast (Một trạm tớ (Client) sẽ nhận được một dũng dữ liệu riờng từ trạm chủ (Server), Multicast (Nhiều trạm tớ cựng nhận được một dũng dữ liệu từ trạm chủ), Broadcast (dữ liệu được truyền rộng rói)
ự Cho phộp cú thể lập trỡnh được quỏ trỡnh lọc gúi dữ liệu nhận và đỏnh thức
trạm chủ (host) theo cỏc phộp logic AND hoặc OR của cỏc địa chỉ sau đõy: Đ Địa chỉ đớch Unicast
Đ Địa chỉ Multicast Đ Địa chỉ Broadcast Đ Magic Packet
Đ Nhúm địa chỉ đớch được định nghĩa bởi bảng 64-bit Đ Cho phộp cú thể lập trỡnh được
ỉ Cỏc tớnh chất vật lý
ự Chế độ loopback (loopback: kết nối vũng lặp giữa 2 thiết bị cựng kiểu hay lặp lại chớnh bản thõn của thiết bị đú)
ự Hai tớn hiệu đầu ra đốn cho biết trạng thỏi của LINK, TX, RX, xung đột chế độ full/half-duplex
ỉ Định dạng khung dữ liệu
Khung dữ liệu truyền thụng Ethernet (Hỡnh 22) cú kớch thước từ 64 byte đến 1518
byte. Và được chia thành 5 hoặc 6 trường: Địa chỉ MAC đớch, địa chỉ MAC nguồn,
một trường chiều dài/kiểu, dung lượng dữ liệu, một trường đệm (cú thể cú hoặc (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
khụng), kiểm tra vũng (CRC). Mặt khỏc khi được truyền trong mụi trường Ethernet, 7 byte của trường mở đầu và byte định ranh giới đầu khung được đặt ở đầu khung
Hỡnh 22 Định dạng khung dữ liệu
ỉ Hoạt động của module
Chớp truyền thụng Ethernet ENC28J60 thực hiện truyền thụng ở tốc độ 10Mbps. Tốc độ truyền thụng này là đủ đối với cỏc ứng dụng điều khiển cụng nghiệp sử dụng cỏc
thiết bị nhỳng vỡ cỏc ứng dụng thường chỉ thực hiện truyền thụng với lượng dữ liệu
nhỏ và dải thụng khụng lớn. Hơn nữa cỏc ứng dụng nhỳng sử dụng Ethernet thường là trờn một sub-network sau một bộ định tuyến Router.
ự Sỏu nguồn ngắt và một đầu ra ngắt ự Xung đầu vào là 25 Mhz
ự Dải xung đầu ra cú thể lập trỡnh được
ự Điện ỏp hoạt động 3.1V đến 3.6V (hay dựng 3.3V) ự Cho phộp đầu vào 5V
ự Dải nhiệt độ cho phộp -400C đến 850C
Hỡnh 23 Sơ đồ khối thiết kế truyền thụng Ethernet
Phần mở đầu
Định ranh giới đầu khung
Địa chỉ đớch Địa chỉ nguồn Chiều dài/ kiểu
Dữ liệu Phần đệm Kiểm tra vũng 7 byte 1 byte 6 byte 6 byte 2 byte 46 – 1500 byte 4 byte Vi điều khiển LPC2124 Ethernet SPI
Điều khiển truyền thụng Ethernet
ENC28J60
Jack RJ-45
Jack ghộp nối mạng Ethernet sử dụng jack chuẩn RJ-45. Giao tiếp giữa chip điều
khiển truyền thụng Ethernet ENC28J60 và vi điều khiển được thực hiện theo chuẩn
SPI. Ở đõy xử dụng cụng SPI 1 để phục vụ cho việc thực hiện truyền thụng này.