HMI显示屏的以太网硬件电路设计_刘高尚.pdf
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1、 年第期 显示屏的以太网硬件电路设计刘高尚,欧阳旭阳,苗仲海(苏州长风航空电子有限公司,苏州 )摘要:针对城市地铁通信网络发展需求,设计了基于 平台网络系统人机交互显示屏的硬件电路。本文重点阐述了百兆以太网硬件电路总体架构、百兆以太网硬件电路设计和以太网一致性测试。测试结果表明,硬件电路完全符合以太网一致性测试的指标,且设计的以太网硬件电路具有良好的可靠性和较高的实际应用价值。关键词:;以太网硬件电路中图分类号:文献标识码:,(,):,:;引言随着很多城市大力投资建设地铁,地铁网络通信技术快速发展,且逐渐由以太网技术替代 技术,该技术实现了信号传输速率提升和从封闭式向开放式变化。随着以太网技术
2、逐渐成熟和完善,以太网通信设备越来越多。以太网具有实时性强、成本低和带宽高等优点,近年来在城市地铁网络 显示屏中扮演着重要的角色。常用的以太网有十兆、百兆、千兆种速率,逐渐被广泛应用到城市地铁网络系统 显示屏中。本文基于 平台设计百兆以太网硬件电路总体架构以及硬件电路。为了保证以太网硬件电路符合要求,深入研究了以太网一致性测试。测试结果表明,基于 平台设计的以太网硬件电路完全满足以太网测试指标,且具有良好的可靠性和较高实际使用价值。以太网硬件设计方案早期 显示屏设计基于 架构。架构功耗较高,主板 必须增加散热扇;性能受工作环境影响大,如 工作温度为 且需要人员长期维护;成本较高,灵活性和可靠性
3、比较低。而 架构与 架构相比,具有功耗低、无风扇、性能稳定可靠、成本低、灵活性和可靠性高等优势,故被广泛应用于工业领域。根据 显示屏技术需求,其主要应用在工业领域,工作环境为 ,功耗不高于,不能采用风扇散热,只能采用机壳散热,在提高性能的同时并不增加成本,故 显示屏采用 架构实现硬件电路设计。常用的以太网有种速率,且支持 、和 等模式。而 是简化的 千兆接口,不仅减少信号线便于 布线,而且同时兼容 所规定的十兆和百兆工作方式,故基于 架构设计的百兆以太网硬件电路采用 模式。处理器内部集成 控制器相关引脚,与以太网芯片的物理层相连接,为了增强传输距离和抗干扰能力,在以太网和接口之间加入信号变压器
4、和共模电感,外部参考时钟采用 晶振。具体 架构的以太网详细设计原理框图如图所示。硬件电路设计与实现 主要硬件选型根据图设计的以太网架框图,同时结合功耗、使用敬请登录网站在线投稿()年第期 图以太网整体设计原理框图环境、成本、性能等综合考虑,系统处理器选用飞思卡尔(已被 收购)的 。该处理器有个核心,每个核心频率高达 ,且支持 、和 模式的以太网,同时支持 、和 速率的全双工模式,且处理器集成了丰富的外围接口。以太网芯片选择 公司的 芯片。该芯片是一款完全集成 、和 三速的以太网物理层收发器,支持 和 寄存器 配 置 的 管 理 接 口。支 持 接口,可直接无缝连接到千兆以太网处理器中的 和交换
5、机,并以 的速度传输数据。显示屏以太网数据传输速率为 ,芯片中 以太网()接收功能执行 到 转换、到 转换、去扰码、解码和串并转换,传输功能过程相反。以太网部分电路设计以太网电路设计如图所示。百兆以太网电路设计采用 模 式,故 芯 片 支 持 配 置 引 脚 :,配置为 的 模式。由于 模式 :引脚上电和复位锁定为高电平,因此引脚 :采用上拉。为了实现信号的传输和控制,芯片和处理器之间信号连接包括 发送时钟 和接收时钟 、发送使能 和接收使能 、发送数据 :和接收送数据 :、供 使用的参考时钟信号、寄存器配置的 管理接口以及中断信号 。复位引脚采用 复位和软件复位两种,其 复位是上电供以太网芯
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