一種接口模塊及其支持多接口標準的方法與流程
2023-08-07 14:23:06 3
本發明涉及通信領域，尤其涉及一種接口模塊及其支持多接口標準的方法。
背景技術：
隨著社會的發展，企事業單位、組織團體、和個人家庭等為了共享各自內部的設備裝置和數據資源，並提高效率，廣泛地部署了區域網。目前，以採用乙太網技術標準部署的區域網最為普遍，且通常採用如圖1a所示的星形拓撲結構。一個區域網包括多個網絡節點，多個網絡節點中存在一個核心節點101，本文中將核心節點以外的網絡節點簡稱為普通節點102；核心節點101與每個普通節點102相連接，任意兩個普通節點102之間沒有直接連接關係。核心節點101可以為交換機，用於在本區域網中任意兩個普通節點102之間傳輸數據，或者與別的區域網中的核心節點建立連接後，在本區域網中任一普通節點102與別的區域網中任一普通節點之間傳輸數據；普通節點102可以是伺服器、電腦終端、印表機、視頻設備、路由器等，用於處理各自業務的數據。其中，核心節點101的內部結構框圖如圖1b所示，包括主機111和接口模塊112；核心節點101中的接口模塊112與普通節點102之間通常採用雙絞線進行連接，雙絞線中應用最廣泛的為UTP-5(UnshieldedTwistedPair-5，5類非屏蔽雙絞線)，UTP-5的最大傳輸距離為100米。接口模塊112用於建立主機111與普通節點102之間的連接，之後在主機111與普通節點102之間傳輸數據。其中，接口模塊112的內部結構框圖如圖1c所示，包括：物理層晶片121、主機側插頭122和網線插口123。其中，物理層晶片121包括：主機側接口和網線側接口。物理層晶片121的主機側接口用於與接口模塊112的主機側插頭122相連接，主機側插頭122插在核心節點101中的主機111中對應的插槽中；物理層晶片121的網線側接口與網線插口123相連接；網線插口123可以為RJ45插口，用以插入RJ45插頭，該RJ45插頭通過雙絞線與普通節點102相連接。物理層晶片121用於建立主機111與普通節點102之間的連接，之後在主機111與普通節點102之間傳輸數據。目前，市場上常見的區域網的接口模塊112的各個模式的接口標準如下表1所示：表1其中，base是baseband的縮寫表示基帶傳輸，T（TwistedPair）表示傳輸介質為雙絞線，X為extendedspecification的縮寫，即擴展規範；各傳輸速率中的Mbps為Millionbitspersecond的縮寫，即兆位/秒；主機接口中的SGMII為serialgigabitmediaindependentinterface的縮寫，即串行千兆位媒質獨立接口，SERDES為SERializer（串行器)/DESerializer（解串器)的簡稱。100base-TX為100Mbpsbaseband-TwistedPairextendedspecification的縮寫，即百兆基帶雙絞線擴展規範乙太網的模式；1000base-T為1000Mbpsbaseband-TwistedPair的縮寫，即千兆基帶雙絞線乙太網的模式；10/100/1000自適應為10base-T/100base-TX/1000base-T自適應的縮寫，即十兆/百兆/千兆基帶雙絞線自適應乙太網的模式，其中，10base-T為10Mbpsbaseband-TwistedPair的縮寫。目前，現有的接口模塊112通常包括一個物理層晶片121及其外圍電路，其只能支持一個模式的接口標準，無法支持多個不同模式的接口標準。因此如圖1d所示，當一個區域網中，存在多個不同模式的接口標準（例如A模式的接口標準、B模式的接口標準和C模式的接口標準）的普通節點102時，需要在核心節點101處分別配置不同種類的接口模塊112來連接普通節點102。或者，對於多個不同模式的接口標準的核心節點101，也往往需要配置不同種類的接口模塊112。因此，現有接口模塊的兼容性較差，導致包含不同模式接口標準網絡節點的區域網的複雜度較高、組網成本高。
技術實現要素：
針對上述現有技術存在的缺陷，本發明提供了一種接口模塊及其支持多接口標準的方法，用以實現一種接口模塊即可支持區域網中多個不同模式接口標準的網絡節點，從而降低了開發並使用區域網的複雜度，降低了區域網的組網成本。根據本發明的一個方面，提供了一種接口模塊，包括：PHY晶片和MCU；其中，所述MCU在所述接口模塊上電後，對所述PHY晶片進行初始化；並根據存儲的多個不同模式的接口標準的信息，對PHY晶片進行至少一次接口標準設置、連接嘗試；在所述MCU對PHY晶片進行一次接口標準設置、連接嘗試過程中：所述MCU按設定策略獲取一個接口標準的信息後，向所述PHY晶片發送攜帶該接口標準的信息的設置指令；所述PHY晶片根據接收的設置指令進行接口標準設置；所述MCU在設定時間段內，從所述PHY晶片獲取主機側連接參數的檢測結果和節點側連接參數的檢測結果，並比較兩個檢測結果，若根據比較結果判斷出此次連接嘗試結果為失敗，則所述MCU繼續下一次接口標準設置、連接嘗試。進一步，本發明提供的接口模塊還包括：與所述PHY晶片的網線側接口相連的網線插口；以及與所述PHY晶片的主機側接口相連的主機側插頭。根據本發明的另一個方面，還提供了一種接口模塊支持多接口標準的方法，包括：接口模塊上電後，其MCU對所述接口模塊中PHY晶片進行初始化；所述MCU根據存儲的多個不同模式的接口標準的信息，對PHY晶片進行至少一次接口標準設置、連接嘗試；在所述MCU對PHY晶片進行一次接口標準設置、連接嘗試過程中：所述MCU按設定策略獲取一個接口標準的信息後，向所述PHY晶片發送攜帶該接口標準的信息的設置指令；所述PHY晶片根據接收的設置指令進行接口標準設置；所述MCU在設定時間段內，從所述PHY晶片獲取主機側連接參數的檢測結果和節點側連接參數的檢測結果，並比較兩個檢測結果，若根據比較結果判斷出此次連接嘗試結果為失敗，則所述MCU繼續下一次接口標準設置、連接嘗試。較佳地，所述MCU按設定策略獲取一個接口標準的信息具體為：所述MCU按照不同模式接口標準的信息的存儲順序，獲取存儲順序與本次連接嘗試的順序相一致的接口標準的信息。較佳地，所述主機側連接參數具體包括：主機側的連接狀態、連接速度和雙工模式；以及，所述節點側連接參數具體包括：節點側的連接狀態、連接速度和雙工模式。較佳地，所述判斷出此次連接嘗試結果為失敗，具體包括：將所述主機側的連接狀態、連接速度和雙工模式的檢測結果，分別與所述節點側的連接狀態、連接速度和雙工模式的檢測結果相比較；判斷所述主機側的連接狀態、連接速度和雙工模式的檢測結果，是否分別與所述節點側的連接狀態、連接速度和雙工模式的檢測結果相同，且所述主機側的連接狀態的檢測結果和所述節點側的連接狀態的檢測結果是否均為連通；若判斷結果為是，則判斷出此次連接嘗試結果為成功，否則判斷出此次連接嘗試結果為失敗。進一步，在所述比較兩個檢測結果之後，還包括：所述MCU若根據所述比較結果判斷出此次連接嘗試結果為成功，則周期性地從所述PHY晶片獲取當前主機側的連接狀態的檢測結果和節點側的連接狀態的檢測結果，並判斷獲取的兩個檢測結果是否均為連通；若判斷結果為否，則所述MCU進行下一次接口標準設置、連接嘗試。較佳地，所述不同模式的接口標準包括：100base-TX模式的接口標準、1000base-T模式的接口標準和10/100/1000自適應模式的接口標準。根據本發明的另一個方面，還提供了一種核心節點，包括：主機和與其相連接的多個本發明提供的接口模塊；其中，所述主機中包括：處理器和多個分別與各接口模塊的主機側插頭相連的MAC晶片；其中，所述處理器和所述多個MAC晶片通過總線相連。根據本發明的另一個方面，還提供了一種區域網，包括核心節點和與其相連接的多個普通節點；其中，所述核心節點包括：主機和與所述主機相連接的多個本發明提供的接口模塊；其中，所述主機包括：處理器和多個分別與各接口模塊的主機側插頭相連的MAC晶片；其中，所述處理器和所述多個MAC晶片通過總線相連。本發明的技術方案，利用接口模塊中的MCU對接口模塊中的PHY晶片進行多個不同模式的接口標準設置、連接嘗試，使得同一種接口模塊就可以支持區域網中多個不同模式的接口標準的網絡節點，提高了接口模塊的兼容性，可以用本發明的接口模塊替代現有的多種接口模塊，降低了區域網的複雜度、以及組網成本。附圖說明圖1a為星形拓撲結構的區域網的架構示意圖；圖1b為現有技術方案的核心節點的內部結構框圖；圖1c為現有技術方案的接口模塊的內部結構框圖；圖1d為現有技術方案的區域網的架構示意圖；圖2a為本發明實施例的區域網的架構示意圖；圖2b為本發明實施例的核心節點的內部結構框圖；圖2c為本發明實施例的接口模塊的內部結構框圖；圖2d為本發明實施例的主機的內部結構框圖；圖3為本發明實施例的MCU對PHY晶片進行一次接口標準設置、連接嘗試的方法流程圖。具體實施方式為使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下參照附圖並舉出優選實施例，對本發明進一步詳細說明。然而，需要說明的是，說明書中列出的許多細節僅僅是為了使讀者對本發明的一個或多個方面有一個透徹的理解，即便沒有這些特定的細節也可以實現本發明的這些方面。本發明的發明人注意到，目前市場上已經出現了可以支持多個不同模式接口標準的PHY晶片（物理層晶片），因此，考慮到可以利用這種PHY晶片設計出支持多個不同模式接口標準的接口模塊，以較小的成本代價提高接口模塊的兼容性。從而，一種接口模塊即可支持多個不同模式接口標準的網絡節點，一種接口模塊即可替代現有的多種接口模塊，降低了區域網的複雜度、以及區域網的組網成本。下面結合附圖詳細說明支持多個不同模式的接口標準的區域網、核心節點、主機和接口模塊，及接口模塊支持多個不同模式的接口標準的方法。本發明的實施例提供的一種可以支持多個不同模式的接口標準的區域網的架構圖，如圖2a所示，可以包括：核心節點201和多個分別與核心節點201相連接的普通節點102。核心節點201的內部結構框圖，如圖2b所示，可以包括：主機211和多個與主機211相連接的接口模塊212。接口模塊212的內部結構框圖，如圖2c所示，包括：PHY晶片221、主機側插頭222、網線插口223和MCU（MicroControlUnit，微控制單元）224。主機211的內部結構框圖，如圖2d所示，可以包括：處理器241，以及多個分別與各接口模塊212的主機側插頭222相連的MAC（Medium/MediaAccessControl，介質訪問控制）晶片242；處理器241與多個MAC晶片242通過總線相連。上述接口模塊212中，PHY晶片221包括主機側接口和網線側接口。PHY晶片221的主機側接口用於與接口模塊212的主機側插頭222相連接，接口模塊212的主機側插頭222插在主機211中對應的插槽中；PHY晶片221的主機側接口可以復用為多種標準的主機接口，例如，通過設置PHY晶片221中的主機側接口的相關參數，可以將PHY晶片221的主機側接口設置為SGMII接口或者SERDES接口；PHY晶片221的網線側接口與網線插口223相連接；網線插口223可以是RJ45插口，用以插入RJ45插頭，該RJ45插頭通過雙絞線與普通節點102相連接；PHY晶片221與MCU224通過MDIO（ManagementDataInput/Output，管理數據輸入輸出）總線連接；其中，MDIO總線包括一條時鐘線和一條數據線。本發明的實施例還提供了接口模塊212支持多個不同模式的接口標準的方法，包括：接口模塊212上電後，MCU224進行初始化；之後，MCU224對PHY晶片221進行初始化，例如，復位和管腳配置等；MCU224根據存儲的多個不同模式的接口標準的信息，對PHY晶片221進行若干次接口標準設置、連接嘗試。其中，多個不同模式的接口標準的信息可以特定方式進行存儲，存儲的每個模式的標準接口的信息對應一個存儲首地址，例如，可以將各個模式的接口標準的信息的存儲首地址組成一個循環鍊表，即根據該循環鍊表中每一個存儲首地址可以查找到對應模式的接口標準的信息。上述MCU224對PHY晶片221進行若干次接口標準設置、連接嘗試過程中，其中一次接口標準設置、連接嘗試的具體方法流程可以是，MCU224在多個不同模式的接口標準的信息中選定一個模式的接口標準的信息後，根據選定的一個模式的接口標準的信息，對PHY晶片221進行一次接口標準設置、連接嘗試，具體的方法流程如圖3所示，具體步驟包括：S301：MCU224獲取已選定的一個接口標準的信息後，向PHY晶片221發送攜帶該接口標準的信息的設置指令。具體地，MCU224從存儲的多個不同模式的接口標準的信息中，獲取已選定的一個接口標準的信息，例如，MCU224可以根據已選定的一個存儲首地址，獲取該存儲首地址對應模式的接口標準的信息。MCU224將獲取的接口標準的信息攜帶於設置指令中，並向PHY晶片221發送該設置指令。其中，一個接口標準的信息，可以包括：主機接口類型、最大連接速率、指定連接速率、最高效雙工模式、和指定雙工模式。例如，一個接口標準的信息包括：主機接口類型為SGMII，最大連接速率為1000Mbps，指定連接速率為自適應，最高效雙工模式為全雙工，指定雙工模式為自適應；另一個接口標準的信息包括：主機接口類型為SERDES，最大連接速率為1000Mbps，指定連接速率為1000Mbps，最高效雙工模式為全雙工，指定雙工模式為全雙工。S302：PHY晶片221根據接收到的設置指令，設置本晶片的接口標準。具體地，PHY晶片221接收到MCU224發送的設置指令之後，解析出該設置指令攜帶的接口標準的信息；之後，根據解析出的接口標準的信息設置本晶片的接口標準。S303：PHY晶片221根據本晶片的接口標準，與主機211進行連接，檢測主機側連接參數並記錄檢測結果。具體地，PHY晶片221根據本晶片的接口標準，與主機211進行連接；檢測主機側連接參數，其中，主機側連接參數，即為PHY晶片221與主機211之間的連接參數，包括：主機側的連接狀態、連接速度和雙工模式；若檢測到PHY晶片221與主機211之間的連接狀態為連通，則將連通、連通時PHY晶片211與主機211之間的連接速率和雙工模式，分別記錄為主機側的連接狀態、連接速度和雙工模式的檢測結果；若檢測到PHY晶片221與主機211之間的連接狀態為不能連通，則將不能連通記錄為主機側的連接狀態的檢測結果。其中，PHY晶片221與主機211進行連接的具體方法為本領域內慣用的技術，為本領域內技術人員所熟知，不再贅述。S304：PHY晶片221根據已設置的接口標準，與普通節點102進行連接，檢測節點側連接參數並記錄檢測結果。具體地，PHY晶片221根據本晶片的接口標準，與普通節點102進行連接；檢測節點側連接參數，其中，節點側連接參數，即PHY晶片221與普通節點102之間的連接參數，包括：節點側的連接狀態、連接速度和雙工模式；若檢測到PHY晶片221與普通節點102之間的連接狀態為連通，則將連通、連通時PHY晶片221與普通節點102之間的連接速率和雙工模式，分別記錄為節點側的連接狀態、連接速率和雙工模式的檢測結果；若檢測到PHY晶片221與普通節點102之間的連接狀態為不能連通，則將不能連通記錄為節點側的連接狀態的檢測結果。其中，PHY晶片221進行普通節點連接的具體方法為本領域內慣用的技術，為本領域內技術人員所熟知，不再贅述。S305：在設定時間段內，MCU224從PHY晶片221獲取主機側連接參數的檢測結果和節點側連接參數的檢測結果。S306：MCU224將獲取的主機側連接參數的檢測結果與節點側連接參數的檢測結果進行比較，根據比較結果，判斷出此次連接嘗試結果。具體地，MCU224在主機側連接參數的檢測結果中，解析出主機側的連接狀態、連接速度和雙工模式的檢測結果；在節點側連接參數的檢測結果中，解析出節點側的連接狀態、連接速度和雙工模式的檢測結果。將解析出的主機側的連接狀態、連接速度和雙工模式的檢測結果，分別與解析出的節點側的連接狀態、連接速度和雙工模式的檢測結果進行比較。若主機側的連接狀態、連接速度和雙工模式的檢測結果，分別與節點側的連接狀態、連接速度和雙工模式的檢測結果相同；且主機側的連接狀態的檢測結果和節點側的連接狀態的檢測結果均為連通，則MCU224判斷此次連接嘗試結果為成功，那麼主機211與普通節點102之間連接成功，即實現了主機211與普通節點102之間的連接建立、互相通信的功能；否則，判斷此次連接嘗試結果為失敗。在實際應用中，步驟S303和步驟S304沒有嚴格的先後順序，還可以並列執行，或者先執行步驟S304後執行步驟S303。在上述MCU224對PHY晶片221進行一次接口標準設置、連接嘗試過程中，若MCU224判斷出此次連接嘗試結果為失敗，則選定下一個模式的接口標準的信息，並根據選定的下一個模式的接口標準的信息，對PHY晶片221進行下一次接口標準設置、連接嘗試，直到MCU224判斷出某一次連接嘗試結果為成功，MCU224才結束對PHY晶片221進行下一次接口標準設置、連接嘗試。如何選定下一個模式的接口標準的信息，本領域技術人員可以根據本發明公開的技術內容，採用多種方式來實現。比如，根據循環鍊表中各接口標準的信息的存儲首地址的存儲順序，選定在本次接口標準設置、連接嘗試中所選定的接口標準的信息的存儲首地址之後的存儲首地址所對應的模式接口標準的信息，作為選定的下一個模式的接口標準的信息。事實上，為了實時監控核心節點201與普通節點102的連接狀態，作為更佳的實施方案，MCU224還可以在判斷出此次連接嘗試結果為成功後，周期性地從PHY晶片221獲取當前的主機側的連接狀態的檢測結果和節點側的連接狀態的檢測結果，並判斷獲取的兩個檢測結果是否均為連通；若否，則MCU224選定下一個模式的接口標準的信息，並根據選定的下一個模式的接口標準的信息，對PHY晶片221進行下一次接口標準設置、連接嘗試。本發明的技術方案，利用接口模塊中的MCU對接口模塊中的PHY晶片進行多個不同模式的接口標準設置、連接嘗試，使得同一種接口模塊就可以支持區域網中多個不同模式的接口標準的網絡節點，提高了接口模塊的兼容性，可以用本發明的接口模塊替代現有的多種接口模塊，降低了區域網的複雜度，以及組網成本。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。