基于DSP本地总线的以太网接口电路及变频控制器的制作方法

基于dsp本地总线的以太网接口电路及变频控制器
技术领域
1.本实用新型涉及电路领域，尤其涉及一种基于dsp本地总线的以太网接口电路及变频控制器。


背景技术：

2.本部分旨在为权利要求书中陈述的本实用新型实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
3.目前，现有技术在实现以太网通信的时候，主要是在dsp芯片内置简化的以太网功能或通过低速总线扩展出的以太网模块来实现固定协议格式的以太网通信。由于低速总线的限制，只能实现慢速的以太网数据报文传输，无法实现快速的、大批量的以太网数据传输，且由于现有的以太网通信方式仅支持简单的以太网协议，无法实现通用以太网tcp或udp通信，极大限制了使用范围，无法实现组播、广播、突发大报文数据传输等高级功能，也无法实现通用的以太网通信。


技术实现要素：

4.本实用新型实施例提供一种基于dsp本地总线的以太网接口电路，用以解决现有dsp以太网通信方案仅支持简单以太网协议，且无法实现高速以太网通信的技术问题，该以太网接口电路包括：dsp芯片、通用以太网协议芯片和塑料光纤以太网接口；
5.其中，所述塑料光纤以太网接口(13)与外部以太网设备通信，用于接收或发送以太网信号；所述通用以太网协议芯片(12)连接于所述dsp芯片(11)和塑料光纤以太网接口(13)之间，用于将dsp芯片(11)输出的本地总线信号转换为所述塑料光纤以太网接口(13)能够识别的以太网信号，或者将来自所述塑料光纤以太网接口(13)的以太网信号转换为所述dsp芯片(11)能够接收的本地总线信号。
6.本实用新型实施例还提供一种变频控制器，用以解决现有以太网通信方案仅支持简单以太网协议，且无法实现高速以太网通信的技术问题，该变频控制器包括：上述的基于dsp本地总线的以太网接口电路。
7.本实用新型实施例中，通过连接于dsp芯片和塑料光纤以太网接口之间的通用以太网协议芯片，实现dsp芯片本地总线信号与塑料光纤以太网接口以太网信号之间的相互转换，能够使得dsp芯片通过塑料光纤以太网接口实现与外部以太网设备通信的目的。
8.通过本实用新型实施例，能够将dsp芯片的本地总线信号转换为以太网信号，以实现dsp芯片与外部以太网设备高速通信的目的。
附图说明
9.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提
下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
10.图1为本实用新型实施例中提供的一种基于dsp本地总线的以太网接口电路示意图；
11.图2为本实用新型实施例中提供的tms320f28232芯片的信号管脚接线示意图；
12.图3为本实用新型实施例中提供的dm9000芯片的信号管脚接线示意图；
13.图4为本实用新型实施例中提供的塑料光纤以太网接口信号管脚接线示意图；
14.图5为本实用新型实施例中提供的一种变频控制器示意图。
15.附图标记说明：
16.dsp芯片11；通用以太网协议芯片12；塑料光纤以太网接口13；rtc时钟芯片14；数码管驱动芯片15；数码管16；ddr内存17；mmc存储器18；usb转ttl模块23；fpga芯片24；外部扩展板25；can总线接口26；rs485总线接口27；rs232总线接口28；ssi编码器信号接口29；增量编码器信号接口30；数字量输出信号接口31；数字量输入信号接口32；模拟量输出信号接口33；模拟量输入信号接口34；电源接口35；中断信号传输接口36。
具体实施方式
17.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本实用新型实施例做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。
18.在本说明书的描述中，所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。参考术语“一个实施例”、“一个具体实施例”、“一些实施例”、“例如”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。各实施例中涉及的步骤顺序用于示意性说明本技术的实施，其中的步骤顺序不作限定，可根据需要作适当调整。
19.本实用新型实施例中提供了一种基于dsp本地总线的以太网接口电路，图1为本实用新型实施例中提供的一种基于dsp本地总线的以太网接口电路示意图，如图1所示，该以太网接口电路包括：dsp芯片11、通用以太网协议芯片12和塑料光纤以太网接口13。
20.其中，塑料光纤以太网接口13与外部以太网设备通信，用于接收或发送以太网信号；通用以太网协议芯片12连接于dsp芯片11和塑料光纤以太网接口13之间，用于将dsp芯片11输出的本地总线信号转换为塑料光纤以太网接口13能够识别的以太网信号，或者将来自塑料光纤以太网接口13的以太网信号转换为dsp芯片11能够接收的本地总线信号。
21.需要说明的是，塑料光纤以太网接口为当前主流的电口以太网接口，通过塑料光纤以太网接口能够实现以太网通信。
22.一种可选的实施例中，本实用新型实施例提供的以太网接口电路中，dsp芯片11采用tms320f28232芯片；通用以太网协议芯片12采用dm9000芯片。其中，tms320f28232芯片为一款高端dsp芯片，可以运行实时操作系统；dm9000为核心的通用以太网协议芯片；tms320f28232芯片的管脚定义如表1所示，dm9000芯片的管脚定义如表2所示。tms320f28232芯片的信号与dm9000芯片的信号管脚一对一完整连接。
23.表1 tms320f28232芯片的管脚定义
24.序号管脚号名称含义1137wr#写信号2149rd#读信号3145cs#片选信号4142int中断信号5151cmd命令信号6136sd0数据地址为07135sd1数据地址为18134sd2数据地址为29133sd3数据地址为310132sd4数据地址为411131sd5数据地址为512130sd6数据地址为613129sd7数据地址为714128sd8数据地址为815127sd9数据地址为916124sd10数据地址为1017123sd11数据地址为1118122sd12数据地址为1219119sd13数据地址为1320116sd14数据地址为1421115sd15数据地址为15
25.表2 dm9000芯片的管脚定义
26.[0027][0028]
图2为本实用新型实施例中提供的tms320f28232芯片的信号管脚接线示意图；图3为本实用新型实施例中提供的dm9000芯片的信号管脚接线示意图；如图2和图3所示，tms320f28232芯片包括：wr#信号管脚、rd#信号管脚、cs#信号管脚、int信号管脚、cmd信号管脚及xd0～xd15信号管脚；所述dm9000芯片包括：iow#信号管脚、ior#信号管脚、cs#信号管脚、int信号管脚、cmd信号管脚及sd0～sd15信号管脚；其中，所述tms320f28232芯片的wr#信号管脚与所述dm9000芯片的iow#信号管脚连接；所述tms320f28232芯片的rd#信号管脚与所述dm9000芯片的ior#信号管脚连接；所述tms320f28232芯片的cs#信号管脚与所述dm9000芯片的cs#信号管脚连接；所述tms320f28232芯片的int信号管脚与所述dm9000芯片的int信号管脚连接；所述tms320f28232芯片的cmd信号管脚与所述dm9000芯片的cmd信号管脚连接；所述tms320f28232芯片的xd0～xd15信号管脚与所述dm9000芯片的sd0～sd15信号管脚分别连接。
[0029]
塑料光纤以太网接口的管脚定义如表3所示，对于塑料光纤以太网接口来说，以下12个管脚和屏蔽必须可靠连接。管脚1和管脚2为差分发送信号；管脚3和管脚6为差分接收信号。
[0030]
表3塑料光纤以太网接口的管脚定义
[0031]
序号管脚号名称含义11rj_tx 发送信号正22rj_tx-发送信号负33rj_rx 接收信号正44vdd电源正55vdd电源正66rj_rx-接收信号负77gnd电源地88gnd电源地99sd信号检测1010shield外壳屏蔽
[0032]
图4为本实用新型实施例中提供的塑料光纤以太网接口信号管脚接线示意图，如图4所示，本实用新型实施例提供的以太网接口电路中，塑料光纤以太网接口13包括：rj_tx 信号管脚、rj_tx-信号管脚、rj_rx 信号管脚、rj_rx-信号管脚和sd光纤信号检测管脚；所述dm9000芯片还包括：tx 信号管脚、tx-信号管脚、rx 信号管脚、rx-信号管脚和sd光纤信号检测管脚；其中，所述塑料光纤以太网接口13的rj_tx 信号管脚与所述dm9000芯片的tx 信号管脚连接；所述塑料光纤以太网接口13的rj_tx-信号管脚与所述dm9000芯片的tx-信号管脚连接；所述塑料光纤以太网接口13的rj_rx 信号管脚与所述dm9000芯片的rx 信号管脚连接；所述塑料光纤以太网接口13的rj_rx-信号管脚与所述dm9000芯片的rx-信号管脚连接；所述塑料光纤以太网接口13的sd光纤信号检测管脚与所述dm9000芯片的sd光纤信号检测管脚连接。
[0033]
可选地，本实用新型实施例提供的以太网接口电路还可以包括：第一指示灯和第二指示灯(图1中未示出)；所述通用以太网协议芯片12还包括：速度指示灯管脚和连接指示灯管脚；其中，所述通用以太网协议芯片12的速度指示灯管脚与第一指示灯连接，所述第一指示灯用于指示所述塑料光纤以太网接口的数据状态；所述塑料光纤以太网接口13的连接指示灯管脚与第二指示灯连接，所述第二指示灯用于指示所述塑料光纤以太网接口的连接状态。
[0034]
优选地，第一指示灯和第二指示灯均为发光二极管。
[0035]
在一种可选的实施例中，本实用新型实施例提供的以太网接口电路还可以包括：rtc时钟芯片14，与dsp芯片11连接，用于提供时钟信号。可选地，本实用新型实施例提供的以太网接口电路中，dsp芯片11通过i2c总线扩展出实时时钟(real-time clock，rtc)芯片，来实现实际时间的记录和存储，使得整个系统和控制器更加完善。
[0036]
在一种可选的实施例中，本实用新型实施例提供的以太网接口电路还可以包括：数码管驱动芯片15和数码管16；其中，数码管驱动芯片15与dsp芯片11连接，用于驱动数码管16点亮或熄灭；数码管16用于显示dsp芯片11的状态信息。可选地，数码管16为一个8位led数码管，用来显示dsp芯片的状态，方便用户判断dsp芯片的内部软件的情况。可选地，数码管驱动芯片15可以是74hc595d串转并芯片，将dsp芯片的串行信号转换为驱动led数码管的并行信号。
[0037]
在一种可选的实施例中，本实用新型实施例提供的以太网接口电路还可以包括：ddr内存17和mmc存储器18；其中，ddr内存17，与dsp芯片11连接，用于存储内存数据；mmc存储器18，与dsp芯片11连接，用于存储数据。可选地，mmc存储器可以是mmc卡，通过mmc卡实现板载的数据存储，对于系统校验和加密数据，都需要保存在mmc卡中。由于mmc卡的读写速度快于cf卡19读写，因此紧急保持的数据，可以存储在mmc卡中。本实用新型实施例提供的变频控制器中，dsp芯片通过ddr的的方式扩展ram，实现了大批量内存数据的存储和运算，支持当前各种主流ddr总线。
[0038]
在一种可选的实施例中，如图5所示，本实用新型实施例提供的以太网接口电路还可以包括：usb-ttl23，与dsp芯片11连接，用于将usb数据转换为ttl数据。通过usb转ttl的方式，能够实现通过usb调试dsp芯片系统(例如，linux系统)的功能，方便系统调试人员的工作，还可支持热插拔功能。
[0039]
本实用新型实施例通过pcie转pci芯片20扩展出光纤以太网接口，实现高速以太网原始报文的收发。可选地，pcie转pci芯片可以xio2001芯片。
[0040]
本实用新型实施例中还提供了一种变频控制器，包括：上述任意一种可选的或优选的基于dsp本地总线的以太网接口电路。
[0041]
由于交流变频传动技术具有控制性能优、使用范围广、驱动容量大、运行节能和维护成本低的众多优势，近些年得到了突飞猛进的发展。基于dsp fpga系统架构的变频控制器以dsp芯片为主芯片，利用dsp芯片的电机控制功能，进行处理器外围设计。这种架构的优点是结构灵活，且具有较强的通用性。但是现有技术由于低速总线的限制，只能实现慢速的以太网数据报文传输，无法实现快速的、大批量的以太网数据传输，且由于现有的以太网通信方式仅支持简单的以太网协议，无法实现通用以太网tcp或udp通信，极大限制了使用范围，无法实现组播、广播、突发大报文数据传输等高级功能，也无法实现通用的以太网通信。
[0042]
由此，图5为本实用新型实施例中一种变频控制器示意图，如图5所示，该变频控制器包括：fpga芯片24，以及上述任意一种可选的或优选的以太网接口电路。
[0043]
其中，以太网接口电路中的dsp芯片11，用于控制一个或多个变频设备；fpga芯片24，与dsp芯片11连接，用于将dsp芯片11输出的控制信号并行传输到各个变频设备；dsp芯片11通过以太网接口电路提供的塑料光纤以太网接口13，与外部以太网设备通信，用于接收或发送以太网信号。
[0044]
可选地，本实用新型实施例采用的dsp芯片可以为tms320f28232芯片；fpga芯片可以为xc6slx16-2ftg256c芯片。
[0045]
本实用新型实施例提供的变频控制器，将dsp芯片作为变频器的主控制芯片，将fpga芯片作为变频器的外围接口芯片，利用dsp芯片能够实现各种复杂算法，利用fpga芯片不仅能够实现高速并行数据传输，还能够实现快速响应和高精度变频控制，实时性强、灵活性高。该变频控制器通过本实用新型实施例提供的以太网接口电路，实现dsp芯片本地总线信号与以太网信号之间的转换，使得dsp芯片11通过以太网接口电路提供的塑料光纤以太网接口与与外部以太网设备通信，从而便于dsp芯片系统与计算机的通信。
[0046]
本实用新型实施例提供的变频控制器可以采用24v直流供电，通过底部的电源接口35与外部电源连接。可选地，电源接口35可以是电源端子。
[0047]
一种可选的实施例中，本实用新型实施例提供的变频控制器还可以包括：外部扩
展板25，与fpga芯片24连接，用于扩展出各种现场总线或以太网总线。fpga芯片通过内部总线扩展了外部扩展板，可以实现各种现场总线、实时以太网总线的支持，增强了系统的扩展性。
[0048]
可选地，本实用新型实施例提供的变频控制器中，fpga芯片24还可以用于扩展出如下任意一种接口：can总线接口26、rs485总线接口27、rs232总线接口28、ssi编码器信号接口29、增量编码器信号接口30、数字量输出信号接口31、数字量输入信号接口32、模拟量输出信号接口33、模拟量输入信号接口34和中断信号传输接口36。通过扩展多种通信协议的数据传输接口，实现多通信协议的协调统一操作。其中，fpga芯片通过塑料光纤或者玻璃光纤的方式，扩展出接收或发送快速中断信号的中断信号传输接口，实现多个控制器之间的数据同步和信号同步。dsp芯片还支持中断触发功能，以便实现快速信号的紧急处理。
[0049]
综上所述，本实用新型实施例提供了一种基于dsp本地总线的以太网接口电路及包括该以太网接口电路的变频控制器，dsp芯片通过通用以太网协议芯片支持完整的以太网信号，方便dsp芯片与计算机之间的通信，支持高速以太网数据报文传输和中断数据处理功能，解决了目前dsp芯片配置的低速以太网模块，提高了接口的统一性，提供了完整的以太网协议支持，加快了数据传输速度，同时还支持中断处理模式。
[0050]
以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。