專利名稱：同步以太網(wǎng)電口模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、通信技術(shù)，尤其涉及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、通信技術(shù)中的一種同步以太網(wǎng)電口模塊。
背景技術(shù)：
目前，在各種通信協(xié)議中，基于TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用得到了快速發(fā)展。以太網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)包括連接的節(jié)點(diǎn)數(shù)和傳送范圍不受限制，具有多種可供選擇的傳送介質(zhì)，且以太網(wǎng)端口已成為PC計(jì)算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)配置，其速度也隨處理器的發(fā)展得到相應(yīng)的快速提升，TCP/IP堆棧提供了錯(cuò)誤的檢查和糾正功能，節(jié)點(diǎn)和傳輸介質(zhì)的故障不會(huì)干擾系統(tǒng)的正常工作等。但是以太網(wǎng)也存在一定的缺陷，主要體現(xiàn)在確定性和實(shí)時(shí)性方面不強(qiáng)。隨著通信技術(shù)的不斷提高，加上各種降低沖突域的技術(shù)，如今以太網(wǎng)的確定性、實(shí)時(shí)性在原有的基礎(chǔ)上已得到提高，并且開始廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、通信、測(cè)量與控制等領(lǐng)域。但是實(shí)時(shí)性問題沒有得到根本的解決，不能滿足以上領(lǐng)域精確定時(shí)的要求。另外，計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)在近20多年里取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。目前，許多應(yīng)用系統(tǒng)和應(yīng)用軟件都建立在分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境之上，如=Internet上采用的NTP協(xié)議、網(wǎng)格和集群運(yùn)算、MIS系統(tǒng)、安全認(rèn)證等等。此時(shí)，如果沒有一個(gè)統(tǒng)一的、準(zhǔn)確的時(shí)鐘，這些應(yīng)用之間很難正常的協(xié)調(diào)工作和運(yùn)行。通信網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)中也需要可信賴的、精確的時(shí)鐘源的支持，諸如TDM業(yè)務(wù)、事物的在線處理、存儲(chǔ)文檔的檢索、電子郵件、多媒體應(yīng)用等等。所以如何實(shí)現(xiàn)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中多個(gè)節(jié)點(diǎn)間的時(shí)鐘同步，已經(jīng)成為通信領(lǐng)域和計(jì)算機(jī)領(lǐng)域研究和關(guān)心的熱點(diǎn)。有效的時(shí)鐘同步是通信正常運(yùn)行的基礎(chǔ)，是保障各種業(yè)務(wù)網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量的重要手段，也是系統(tǒng)進(jìn)程之間相互穩(wěn)定、協(xié)調(diào)的工作前提。電口模塊主要是用于以太網(wǎng)中，現(xiàn)有的電口模塊都不具有輸出同步恢復(fù)時(shí)鐘的功能，所以 要 想使電口模塊應(yīng)用于同步以太網(wǎng)中，就需要電口模塊具有輸出同步恢復(fù)時(shí)鐘的功能，另外還需在以太網(wǎng)MAC輸入的時(shí)鐘下工作。
發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本實(shí)用新型提供了一種同步以太網(wǎng)電口模塊。本實(shí)用新型提供了一種同步以太網(wǎng)電口模塊，包括與以太網(wǎng)MAC連接的物理層電路、變壓器、與以太網(wǎng)MAC連接的時(shí)鐘電壓幅值調(diào)節(jié)電路和網(wǎng)絡(luò)接口，其中，所述變壓器分別與所述網(wǎng)絡(luò)接口、物理層電路連接，所述時(shí)鐘電壓幅值調(diào)節(jié)電路的輸出端與所述物理層電路連接，數(shù)據(jù)從以太網(wǎng)MAC輸出到所述物理層電路，由所述物理層電路輸出到所述變壓器，再由所述變壓器經(jīng)所述網(wǎng)絡(luò)接口輸出；數(shù)據(jù)是從所述網(wǎng)絡(luò)接口輸入到所述變壓器，由所述變壓器輸入到所述物理層電路，再由所述物理層電路輸入到以太網(wǎng)MAC，所述時(shí)鐘電壓幅值調(diào)節(jié)電路將以太網(wǎng)MAC輸入時(shí)鐘的電壓幅值調(diào)節(jié)到所述物理層電路所需要的電壓幅值范圍，所述物理層電路具有信號(hào)丟失指示功能，還能輸出同步恢復(fù)時(shí)鐘，另外根據(jù)需求，所述物理層電路輸出的同步恢復(fù)時(shí)鐘可以讓其輸出或者不輸出。[0007]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述時(shí)鐘電壓幅值調(diào)節(jié)電路包括電阻R、電容Cl和電容C2，所述電阻R的一端輸入時(shí)鐘，另一端與所述電容Cl的輸入端連接，所述電容Cl的輸出端與所述電容C2的輸出端連接，所述電容C2的輸入端接地，所述電容C1、C2的輸出端輸出時(shí)鐘。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述網(wǎng)絡(luò)接口為RJ45連接頭。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述同步以太網(wǎng)電口模塊還包括直流電壓轉(zhuǎn)換電路，所述直流電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端與所述物理層電路連接。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述同步以太網(wǎng)電口模塊還包括控制器，所述控制器與所述物理層電路連接。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述同步以太網(wǎng)電口模塊還包括內(nèi)部數(shù)字時(shí)鐘振蕩器，所述內(nèi)部數(shù)字時(shí)鐘振蕩器的輸出端與所述物理層電路連接。本實(shí)用新型的有益效果是:通過上述方案，不但能在同步以太網(wǎng)中傳輸數(shù)據(jù)，還能通過時(shí)鐘電壓幅值調(diào)節(jié)電路將以太網(wǎng)MAC輸入時(shí)鐘的電壓幅值調(diào)節(jié)到物理層電路所需要的電壓幅值范圍，使其可以兼容不同以太網(wǎng)MAC輸出不同的時(shí)鐘電壓，另外具有信號(hào)丟失指示功能，并能輸出同步恢復(fù)時(shí)鐘，實(shí)現(xiàn)了以太網(wǎng)的同步。

圖1是本實(shí)用新型一種同步以太網(wǎng)電口模塊的模塊結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本實(shí)用新型一種同步以太網(wǎng)電口模塊的時(shí)鐘電壓幅值調(diào)節(jié)電路的電路圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖說明及具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。圖1至圖2中的附圖標(biāo)號(hào)為:以太網(wǎng)MACl ;物理層電路2 ;變壓器3 ;時(shí)鐘電壓幅值調(diào)節(jié)電路4 ;直流電壓轉(zhuǎn)換電路5 ;控制器6 ;內(nèi)部數(shù)字時(shí)鐘振蕩器7 ；RJ45連接頭8。如圖1至圖2所示，一種同步以太網(wǎng)電口模塊，包括與以太網(wǎng)MACl (MAC為MediaAccess Control,介質(zhì)訪問控制)連接的物理層電路2 (物理層電路,簡(jiǎn)稱PHY (Physical))、變壓器3、與以太網(wǎng)MACl連接的時(shí)鐘電壓幅值調(diào)節(jié)電路4和網(wǎng)絡(luò)接口，其中，所述變壓器3分別與所述網(wǎng)絡(luò)接口、物理層電路2連接，所述時(shí)鐘電壓幅值調(diào)節(jié)電路4的輸出端與所述物理層電路2連接，所述物理層電路2具有信號(hào)丟失指示功能，還能輸出同步恢復(fù)時(shí)鐘，另外根據(jù)需求，所述物理層電路2輸出的同步恢復(fù)時(shí)鐘可以讓其輸出或者不輸出。如圖1至圖2所示，所述網(wǎng)絡(luò)接口為RJ45連接頭8，RJ45連接頭8主要起到連接帶有RJ45的網(wǎng)線，以便傳輸通信業(yè)務(wù)。。如圖1至圖2所示，數(shù)據(jù)的輸出為:數(shù)據(jù)從以太網(wǎng)MACl輸出到所述物理層電路2，由所述物理層電路2輸出到所述變壓器3，再由所述變壓器3經(jīng)所述RJ45連接頭8輸出。
如圖1至圖2所示，數(shù)據(jù)的輸入為:數(shù)據(jù)是從所述RJ45連接頭8輸入到所述變壓器3，由所述變壓器3輸入到所述物理層電路2，再由所述物理層電路2輸入到以太網(wǎng)MACl，所述時(shí)鐘電壓幅值調(diào)節(jié)電路4將以太網(wǎng)MACl輸入時(shí)鐘的電壓幅值調(diào)節(jié)到所述物理層電路2所需要的電壓幅值范圍。 如圖2所示，所述時(shí)鐘電壓幅值調(diào)節(jié)電路4包括電阻R、電容Cl和電容C2，所述電阻R的一端輸入時(shí)鐘，另一端與所述電容Cl的輸入端連接,所述電容Cl的輸出端與所述電容C2的輸出端連接，所述電容C2的輸入端接地，所述電容Cl、C2的輸出端輸出時(shí)鐘。如圖1至圖2所示，所述同步以太網(wǎng)電口模塊還包括直流電壓轉(zhuǎn)換電路5，所述直流電壓轉(zhuǎn)換電路5的輸出端與所述物理層電路2連接，物理層電路2正常工作時(shí)需要的電壓除了標(biāo)準(zhǔn)的3.3V電壓以外，還需要其他的電壓。因此直流電壓轉(zhuǎn)換電路5是為了給物理層電路2提供所需要的除3.3V以外的電壓。如圖1至圖2所示，所述同步以太網(wǎng)電口模塊還包括控制器6，所述控制器6與所述物理層電路2連接。如圖1至圖2所示，所述同步以太網(wǎng)電口模塊還包括內(nèi)部數(shù)字時(shí)鐘振蕩器7，所述內(nèi)部數(shù)字時(shí)鐘振蕩器7的輸出端與所述物理層電路2連接，當(dāng)本實(shí)用新型提供的一種同步以太網(wǎng)電口模塊用于現(xiàn)有的以太網(wǎng)時(shí)，以太網(wǎng)MACl就不會(huì)提供時(shí)鐘，所以物理層電路2要正常工作，就需要內(nèi)部的內(nèi)部數(shù)字時(shí)鐘振蕩器7為其提供時(shí)鐘，此時(shí)就要啟用內(nèi)部數(shù)字時(shí)鐘振蕩器7。如圖1至圖2所示，本實(shí)用新型提供的一種同步以太網(wǎng)電口模塊優(yōu)選為SFP(SFP:Small Form-factor Pluggable,小型熱插拔)同步以太網(wǎng)電口模塊,其中數(shù)據(jù)的傳輸由硬件實(shí)現(xiàn)，而軟件增加其靈活性和兼容性。此SFP同步以太網(wǎng)電口模塊能提供同步恢復(fù)時(shí)鐘，以便用于同步以太網(wǎng)；其次能調(diào)節(jié)以太網(wǎng)MACl輸入的時(shí)鐘電壓幅值，以便能兼容物理層電路2對(duì)輸入時(shí)鐘電壓的要求；采用控制器6給物理層電路2 (PHY)提供復(fù)位，以及和以太網(wǎng)MAC的的IIC寄存器的約定，大大減少電路的復(fù)雜程度，增加產(chǎn)品的靈活性和兼容性，同時(shí)能縮短開發(fā)周期。如圖1至圖2所示，本實(shí)用新型提供的一種同步以太網(wǎng)電口模塊，變壓器3處于RJ45連接頭8和物理層電路2之間，從網(wǎng)線輸入的數(shù)據(jù)由RJ45連接頭8出來，或者從以太網(wǎng)MACl經(jīng)物理層電路2 (PHY)輸出的數(shù)據(jù)，就進(jìn)入變壓器3。變壓器3的功能是:信號(hào)傳輸，這是變壓器3的基本功能；其次增強(qiáng)信號(hào)，波形修復(fù)，使傳輸距離更遠(yuǎn)；另外使物理層電路2與外部隔離，抗干擾能力大大增強(qiáng)；其他還有阻抗匹配和高電壓隔離等作用。因此，變壓器3是不可缺少的一部分。由于物理層電路2的工作都是建立在時(shí)鐘周期下的，所以物理層電路2工作時(shí)還需要外部為其提供時(shí)鐘。當(dāng)本實(shí)用新型提供的一種同步以太網(wǎng)電口模塊用于同步以太網(wǎng)時(shí)，是要在以太網(wǎng)MACl提供的時(shí)鐘下才能正常工作，但是這個(gè)時(shí)鐘電壓幅值過大或者過小都會(huì)使物理層電路2不能正常工作。因此，時(shí)鐘電壓幅值調(diào)節(jié)電路4就是將以太網(wǎng)MACl輸入時(shí)鐘的電壓幅值調(diào)節(jié)到物理層電路2所需要的電壓幅值范圍，以便物理層電路2能正常工作，此時(shí)內(nèi)部的內(nèi)部數(shù)字時(shí)鐘振蕩器7是被屏蔽掉的?？刂破? (Controller)的功能是給物理層電路2提供上電復(fù)位或者以太網(wǎng)MACl需要物理層電路2復(fù)位時(shí)給物理層電路2復(fù)位；其次通過控制器6去配置物理層電路2里的寄存器，以便使物理層電路2工作在所想要的工作模式下；另外SFP以太網(wǎng)電口模塊和以太網(wǎng)MACl的溝通是通過控制器6實(shí)現(xiàn)的；此外不同通信設(shè)備廠家對(duì)以太網(wǎng)MAC的IIC寄存器約定是不一樣，通過控制器6能靈活地更改不同的IIC寄存器以便兼容不同廠家的約定。以太網(wǎng)MACl傳輸來的數(shù)據(jù)以及變壓器3傳輸來的數(shù)據(jù)都要通過物理層電路2，物理層電路2支持全雙工的數(shù)據(jù)傳輸；支持在十百千三種速率下工作，且具有自協(xié)商功能；同時(shí)支持SGMII接口，以便和以太網(wǎng)MACl的接口兼容；支持IEEE 802.3協(xié)議；當(dāng)物理層電路2處于正常工作時(shí)，會(huì)向以太網(wǎng)MACl提供一個(gè)同步恢復(fù)時(shí)鐘；物理層電路2還能輸出一個(gè)信號(hào)丟失指示電平，以表示物理層電路2是否處于Link狀態(tài)。另外，如附圖2所示，時(shí)鐘電壓幅值調(diào)節(jié)電路4是本實(shí)用新型的另一個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)，主要表現(xiàn)在:電路簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，這給設(shè)計(jì)周期，成本的控制，以及生產(chǎn)都帶來了很多好處。時(shí)鐘電壓幅值調(diào)節(jié)電路4主要由一個(gè)電阻R和電容Cl、電容C2組成，電阻R的主要作用是線路板的阻抗匹配，以減少反射，避免震蕩；另外減小信號(hào)邊沿的陡峭程度，從而減少高頻噪聲以及過沖，這樣使得經(jīng)過電阻R后到電容Cl的時(shí)鐘信號(hào)就會(huì)比較好。而電容Cl和電容C2主要是調(diào)節(jié)時(shí)鐘電壓幅值，選擇不同的容值，就會(huì)調(diào)節(jié)出不同的時(shí)鐘電壓幅值。在此時(shí)鐘電壓幅值調(diào)節(jié)電路4中，電阻R和電容Cl、電容C2是相輔相成的，缺一不可，因?yàn)槿绻麤]有電阻R，就會(huì)使輸入到電容Cl和電容C2的時(shí)鐘信號(hào)邊沿很陡峭，而且噪聲很大，造成時(shí)鐘的質(zhì)量很差，致使調(diào)節(jié)后的時(shí)鐘質(zhì)量也很差，這樣對(duì)物理層電路2的正常工作有很大的影響；另外，如果沒有電容Cl和電容C2，就無法達(dá)到調(diào)節(jié)時(shí)鐘電壓幅值的目的，因此將電阻R和電容Cl、電容C2組合在一起成為一個(gè)整體，才起到即能調(diào)節(jié)時(shí)鐘電壓幅值又保證時(shí)鐘質(zhì)量的作用。因此，根據(jù)物理層電路2對(duì)時(shí)鐘電壓的需求，選擇恰當(dāng)?shù)碾娮鑂阻值以及電容Cl和電容C2的容值就能夠調(diào)節(jié)出所需要的時(shí)鐘電壓。如圖1至圖2所示，本實(shí)用新型提供的一種同步以太網(wǎng)電口模塊，能夠輸出同步恢復(fù)時(shí)鐘，具有信號(hào)丟失指示LOS (LOS =Loss of Signal，信號(hào)丟失)功能，應(yīng)用于同步以太網(wǎng)中，滿足以太網(wǎng)協(xié)議。設(shè)計(jì)中運(yùn)用控制器6對(duì)物理層電路2復(fù)位，以及和以太網(wǎng)MACl的IIC寄存器約定，不但使電路簡(jiǎn)化，而且還增加了產(chǎn)品的靈活性和兼容性。利用時(shí)鐘電壓幅值調(diào)節(jié)電路，不但使得電路簡(jiǎn)單，而且能根據(jù)需要將不同以太網(wǎng)MAC的時(shí)鐘電壓調(diào)節(jié)到物理層電路2所需要的時(shí)鐘電壓。通過選擇內(nèi)部時(shí)鐘，使其能用于現(xiàn)有的以太網(wǎng)中，增加其兼容性，另外制作工藝流程簡(jiǎn)單，能大大降低制作成本。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本實(shí)用新型的 具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種同步以太網(wǎng)電口模塊，其特征在于:包括與以太網(wǎng)MAC連接的物理層電路、變壓器、與以太網(wǎng)MAC連接的時(shí)鐘電壓幅值調(diào)節(jié)電路和網(wǎng)絡(luò)接口，其中，所述變壓器分別與所述網(wǎng)絡(luò)接口、物理層電路連接，所述時(shí)鐘電壓幅值調(diào)節(jié)電路的輸出端與所述物理層電路連接，數(shù)據(jù)從以太網(wǎng)MAC輸出到所述物理層電路，由所述物理層電路輸出到所述變壓器，再由所述變壓器經(jīng)所述網(wǎng)絡(luò)接口輸出；數(shù)據(jù)是從所述網(wǎng)絡(luò)接口輸入到所述變壓器，由所述變壓器輸入到所述物理層電路，再由所述物理層電路輸入到以太網(wǎng)MAC，所述時(shí)鐘電壓幅值調(diào)節(jié)電路將以太網(wǎng)MAC輸入時(shí)鐘的電壓幅值調(diào)節(jié)到所述物理層電路所需要的電壓幅值范圍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步以太網(wǎng)電口模塊，其特征在于:所述時(shí)鐘電壓幅值調(diào)節(jié)電路包括電阻R、電容Cl和電容C2，所述電阻R的一端輸入時(shí)鐘，另一端與所述電容Cl的輸入端連接，所述電容Cl的輸出端與所述電容C2的輸出端連接，所述電容C2的輸入端接地，所述電容Cl、C2的輸出端輸出時(shí)鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步以太網(wǎng)電口模塊，其特征在于:所述網(wǎng)絡(luò)接口為RJ45連接頭。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步以太網(wǎng)電口模塊，其特征在于:所述同步以太網(wǎng)電口模塊還包括直流電壓轉(zhuǎn)換電路，所述直流電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端與所述物理層電路連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步以太網(wǎng)電口模塊，其特征在于:所述同步以太網(wǎng)電口模塊還包括控制器，所述控制器與所述物理層電路連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步以太網(wǎng)電口模塊，其特征在于:所述同步以太網(wǎng)電口模塊還包括內(nèi)部數(shù)字時(shí)鐘 振蕩器，所述內(nèi)部數(shù)字時(shí)鐘振蕩器的輸出端與所述物理層電路連接。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種同步以太網(wǎng)電口模塊，包括與以太網(wǎng)MAC連接的物理層電路、變壓器、與以太網(wǎng)MAC連接的時(shí)鐘電壓幅值調(diào)節(jié)電路和網(wǎng)絡(luò)接口，變壓器分別與網(wǎng)絡(luò)接口、物理層電路連接，所述時(shí)鐘電壓幅值調(diào)節(jié)電路的輸出端與所述物理層電路連接，所述時(shí)鐘電壓幅值調(diào)節(jié)電路將以太網(wǎng)MAC輸入時(shí)鐘的電壓幅值調(diào)節(jié)到所述物理層電路所需要的電壓幅值范圍。本實(shí)用新型的有益效果是不但能在同步以太網(wǎng)中傳輸數(shù)據(jù)，還能通過時(shí)鐘電壓幅值調(diào)節(jié)電路將以太網(wǎng)MAC輸入時(shí)鐘的電壓幅值調(diào)節(jié)到物理層電路所需要的電壓幅值范圍，使其可以兼容不同以太網(wǎng)MAC輸出不同的時(shí)鐘電壓，另外具有信號(hào)丟失指示功能，并能輸出同步恢復(fù)時(shí)鐘，實(shí)現(xiàn)了以太網(wǎng)的同步。
文檔編號(hào)H04L12/10GK203166949SQ20132021169
公開日2013年8月28日 申請(qǐng)日期2013年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月24日
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