八核浮点型DSP的双千兆网接口设计方案

八核浮点型DSP的双千兆网接口设计方案

1. C6678及其结构

图1 TMS320C6678内部结构图

2. 88E1111及其结构

网络物理层芯片很多，一般都兼容MII、RMII以及SGMII等接口标准之一或者多个。但TMS320C6678只提供了SGMII接口，所以和TMS320C6678连接的物理层芯片必须具有SGMII接口。本文使用两片Marvell公司的88E1111 物理层芯片进行双千兆网络的连接。88E1111的片内结构如图2所示。

图2 88E1111内部结构图

3. 硬件设计

硬件设计主要包括TMS320C6678和两个88E1111的接口、88E1111和RJ45的接口、88E1111的硬件配置设计等几个部分。

图3 TMS320C6678网络模块结构

图4 TMS320C6678和88E1111的接口

MDIO和MDCLK 为TMS320C6678内部MDIO 模块的数据和时钟，用于TMS320C6678和88E1111建立连接，TMS320C6678可以通过该接口配置88E1111，或者读取88E1111的信息。由于88E1111的MDIO模块接口电平为2.5V，而TMS320C6678的MDIO模块接口电平采用1.8V电压，所以两者之间需要增加电压转换芯片，本设计采用PCA9306实现电压转换，接口电路如图5所示。

图5 MDIO接口的电压转换电路

需要注意的是，由于存在两个88E111芯片，MDIO和MDCLK引脚直接连接到两个芯片上，MDIO可以最多控制32个物理层芯片，物理层芯片地址分别为1~32.88E1111的地址配置如图6所示。

图6 88E1111的硬件配置

表1为对应的配置信息，根据图6和表1，可以看出88E111的地址分别为4和8。

表1 配置引脚设置

4. 软件设计

系统软件设计包括硬件初始化、网络配置以及数据通信流程等。TMS320C6678复位后的工作流程如图7所示。首先配置第一个网口，记录其状态后配置第二个网口。只要两个网口有一个配置成功，将配置TMS320C6678的EMAC模块，为成功配置的网口设置收发缓冲和收发任务。这些配置好后，就可以实现网络的数据收发。需要注意的是，在用户应用程序中，需要考虑到网口配置失败的情况。例如，用户应用程序通过双网口实时传输1.2Gbps的数据，如果一个网口配置失败，则应用程序应有相应的机制将实时传输速率降低到0.8Gbps以下（单网口实际传输速率可能低于0.8Gbps）。本文硬件系统在没有其他任务开销情况下，实测可以传输1.5Gbps的数据（传输过程中不考虑错误，不进行重发）。

图7 数据通信流程

结语

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