Модуль сетевых интерфейсов

Полезная модель относится к области вычислительной техники и может быть использована для встраиваемых систем использующих дополнительные модули, включая системы на основе стандартов PCI, Compact PCI. Сущность полезной модели заключается в расширении функциональных возможностей. Указанный технический результат достигается тем, что модуль сетевых интерфейсов содержит контроллер, EEPROM, первый и второй трансформаторы гальванической развязки, первый и второй модули волоконно-оптических приемопередатчиков, генератор тактовой частоты и первый и второй светодиодные индикаторы, входы-выходы для подключения технологического канала, входы-выходы для соединения с системной шиной PCI, входы-выходы для независимых портов с интерфейсом Ethernet.

Полезная модель относится к области вычислительной техники и может быть использована для встраиваемых систем использующих дополнительные модули, включая системы на основе стандартов PCI, Compact PCI.

Известен модуль доступа (см. пат. 70433, МПК Н04М 1/00 (2006.01). опубл. 20.01.2008 по заявке 2007126217/22 от 09.07.2007, патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью «Научно-производственная фирма «МИКРАН»), который состоит из блока мультиплексирования, блоков сопряжения с приемопередающим устройством (ППУ), блока основного канала, блока интерфейса дополнительного канала, блока интерфейса Ethernet, узла служебной связи, блока генераторов, блока питания.

Признаки аналога, совпадающие с признаками заявляемой полезной модели, следующие: генератор, интерфейс Ethernet.

Причиной, препятствующей достижению заявляемого технического результата являются узкие функциональные возможности.

Известен бортовой вычислитель (см. пат. 51250, МПК G06F 15/16 (2006.01), опубл. 27.01.2006 по заявке 2005129248/22 от 19.09.2005, патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью «Авионика-Вист»), который содержит подключенную к системной интерфейсной магистрали микроЭВМ (электронно-вычислительной машины), включающую процессор, постоянное запоминающее устройство и оперативное запоминающее устройство микроЭВМ, связанные между собой внутренней магистралью микроЭВМ, введен, по меньшей мере, один подключенный к системной интерфейсной магистрали адаптер мультиплексных каналов информационного обмена, вход-выход которого является соответственно входами-выходами мультиплексных каналов информационного обмена бортового вычислителя, при этом микроЭВМ дополнительно содержит энергонезависимое запоминающее устройство микроЭВМ, подключенное к внутренней магистрали микроЭВМ, микроЭВМ дополнительно содержит входы конфигурации и вход-выход последовательного интерфейса, которые являются соответственно входами конфигурации и входом-выходом последовательного интерфейса бортового вычислителя, постоянное запоминающее устройство микроЭВМ выполнено в виде перепрограммируемого запоминающего устройства, реализованного на основе элементов с электрическим стиранием и программированием, а источник электропитания бортового вычислителя имеет выход перезапуска вычислителя, соединенный с входом сброса процессора.

Признаки аналога, совпадающие с признаками заявляемой полезной модели, следующие: перепрограммируемое энергонезависимое запоминающее устройство (в заявляемой полезной модели - это EEPROM).

Причиной, препятствующей достижению заявляемого технического результата являются узкие функциональные возможности.

Наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели является контроллер (см. пат. 2348966, МКИ G06F 9/00 (2006.01), H04N 7/00 (2006.01) опубл. 10.03.2009 по заявке 2008106448/12 от 21.02.2008, заявитель Центральный научно-исследовательский институт машиностроения «ЦНИИМАШ»), выполненный в виде корпуса с клеммной панелью, в котором установлена печатная плата с размещенным на ней микроконтроллером, осуществляющим прием информации с цифровых входов и порта RS-232 и передачу принятой информации по интерфейсу Ethernet, а также энергонезависимая память, причем корпус снабжен средствами крепления к горизонтальной или вертикальной опорной поверхности и снабжен гнездом сетевого кабеля для подключения к 10/100Base-TX коммутатору с поддержкой РоЕ, а также разъемным клеммным блоком контактов, включающим контакты для подключения внешних устройств к четырем входам/выходам универсальных программируемых цифровых каналов, контакты для подключения проводов питания и управляющей цепи исполнительного устройства, контакты для подключения последовательного порта подключаемого устройства к контроллеру, а также контакты для подключения к оптически развязанным релейным выходам с величиной тока до 2,5 А и напряжения до 60 В.

Признаки аналога, совпадающие с признаками заявляемой полезной модели, следующие: микроконтроллер (в заявляемой полезной модели - это контроллер), интерфейс Ethernet, энергонезависимая память (в заявляемой полезной модели - это EEPROM).

Причиной, препятствующей достижению заявляемого технического результата являются узкие функциональные возможности (не поддерживает скорость передачи 1000 Мбит/с и по оптическому кабелю).

Задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, заключается в расширении функциональных возможностей заявляемой полезной модели.

Технический результат, обеспечиваемый при реализации заявляемого технического решения, заключается в следующем:

- обеспечение передачи и приема информации по двум независимым портам с интерфейсом Ethernet со скоростями 10, 100, 1000 Мбит/с и поддержка режимов работы Ethernet 10/100/1000 Base-T, 1000 Base-LX, 1000 Base-SX;

- обеспечение диагностики контроллера за счет входов-выходов для подключения технологического канала JTAG;

- обеспечение контроля текущих режимов работы модуля за счет светодиодных индикаторов.

В модуль сетевых интерфейсов, содержащий EEPROM, контроллер, осуществляющий прием/передачу информации по первому порту с интерфейсом Ethernet, дополнительно введены генератор тактовых импульсов, первый и второй светодиодные индикаторы, первый и второй трансформаторы гальванической развязки, первый и второй модули волоконно-оптических приемопередатчиков, причем первые входы-выходы первого и второго трансформаторов гальванической развязки и первого и второго модулей волоконно-оптических приемопередатчиков соединены соответственно с первыми, вторыми, третьими и четвертыми входами-выходами контроллера, пятые входы-выходы которого соединены с входами-выходами EEPROM, выполненной в виде конфигурационного программируемого постоянного запоминающего устройства, вход контроллера соединен с выходом генератора тактовых импульсов, первый и второй выходы контроллера соединены соответственно с входами первого и второго светодиодных индикаторов, вторые входы-выходы первого и второго трансформаторов гальванической развязки и первого и второго модулей волоконно-оптических приемопередатчиков являются соответственно первыми, вторыми, третьими и четвертыми входами-выходами модуля сетевых интерфейсов, первые и третьи входы-выходы которого служат для приема/передачи информации по первому порту с интерфейсом Ethernet, вторые и четвертые входы-выходы служат для приема/передачи информации по дополнительному второму порту с интерфейсом Ethernet, причем шестые и седьмые входы-выходы контроллера являются пятыми и шестыми входами-выходами модуля сетевых интерфейсов, которые служат для соединения с технологическим каналом и с системной шиной PCI соответственно.

Вариант исполнения структурной схемы модуля сетевых интерфейсов представлен на чертеже в качестве примера.

Модуль сетевых интерфейсов (модуль Gigabit Ethernet мезонинный - МGbЕм) 1 состоит из контроллера 2, EEPROM (последовательное конфигурационное ППЗУ) 3, первого и второго трансформаторов гальванической развязки 4, 5, первого и второго модулей волоконно-оптических приемопередатчиков 6, 7, генератора тактовой частоты 8 и первого и второго светодиодных индикаторов 9, 10. Первый, второй, третий, четвертый и пятый входы-выходы 2₁, 2₂, 2₃, 2₄, 2 ₅ контроллера 2 соединены соответственно с первыми входами-выходами 4₁, 5₁, 6₁, 7₁ первого и второго трансформаторов гальванической развязки 4, 5, первого и второго модулей волоконно-оптических приемопередатчиков 6, 7 и входами-выходами EEPROM (последовательное конфигурационное ППЗУ) 3, первый и второй выходы 2₉, 2₁₀ контроллера 2 соединены с входами первого и второго светодиодных индикаторов 9, 10, вход 2₈ контроллера 2 соединен с выходом генератора тактовой частоты 8, вторые входы-выходы 4₂, 5₂, 6₂, 7₂ первого и второго трансформаторов гальванической развязки 4, 5 и первого и второго модулей волоконно-оптических приемопередатчиков 6, 7 являются соответственно первыми, вторыми, третьими и четвертыми входами-выходами 1₁, 1₂, 1₃, 1₄ модуля сетевых интерфейсов 1, первые и третьи входы-выходы 1₁, 1₃ которого служат для приема/передачи информации по первому порту 11 с интерфейсом Ethernet, вторые и четвертые входы-выходы 1₂, 1₄ модуля сетевых интерфейсов 1 служат для приема/передачи информации по дополнительному второму порту 12 с интерфейсом Ethernet, шестые и седьмые входы-выходы 2₆, 2₇ контроллера 2 являются пятыми и шестыми входами-выходами 1₅, 1 ₆ модуля сетевых интерфейсов 1, которые служат для соединения с технологическим каналом 13 и с системной шиной PCI 14 соответственно.

В модуле сетевых интерфейсов 1 контроллер 2 обеспечивает передачу и прием информации по двум независимым портам Ethernet со скоростями 1000, 100 или 10 Мбит/с. Поддерживаемые режимы работы интерфейса Ethernet: 10/100/1000Base-T; 1000Base-LX; 1000Base-SX. Контроллер 2 использует последовательное конфигурационное ППЗУ (EEPROM) 3 емкостью 4 кбит и организацией 256×16 для хранения конфигурационной информации. Контроллер 2 автоматически обращается к нескольким словам последовательного конфигурационного ППЗУ (EEPROM) 3 после подачи питания или сброса, чтобы вычитать данные конфигурации пред начальной загрузкой, прежде чем к нему обратится системное программное обеспечение. Остальная емкость памяти доступна программному обеспечению для сохранения адреса MAC, серийных номеров и дополнительной информации конфигурации. Трансформаторы 4, 5 предназначен для гальванической развязки между адаптером физического уровня (PHY) (на чертеже не показано), расположенным в контроллере 2, и физической средой передачи данных. Модули волоконно-оптических приемопередатчиков 6 и 7 представляют собой устройства, состоящие из волоконно-оптических приемопередатчиков и соединителей для подключения физической линии, выполненные в конструктиве SFF (Small Form Factor). После включения питания модуля сетевых интерфейсов 1 осуществляется индикация режимов работы через светодиодные индикаторы 9, 10. Расположены светодиодные индикаторы на лицевой панели модуля сетевых интерфейсов 1 (на чертеже не показано). При этом контроллер 2 имеет входы-выходы 2₆, 2₇ для подключения технологического канала 13, который предназначен для диагностики контроллера 2 и для соединения с системной шиной PCI 14.

Модуль сетевых интерфейсов, содержащий EEPROM, контроллер, осуществляющий прием/передачу информации по первому порту с интерфейсом Ethernet, отличающийся тем, что дополнительно содержит генератор тактовых импульсов, первый и второй светодиодные индикаторы, первый и второй трансформаторы гальванической развязки, первый и второй модули волоконно-оптических приемопередатчиков, причем первые входы-выходы первого и второго трансформаторов гальванической развязки и первого и второго модулей волоконно-оптических приемопередатчиков соединены соответственно с первыми, вторыми, третьими и четвертыми входами-выходами контроллера, пятые входы-выходы которого соединены с входами-выходами EEPROM, выполненной в виде конфигурационного программируемого постоянного запоминающего устройства, вход контроллера соединен с выходом генератора тактовых импульсов, первый и второй выходы контроллера соединены соответственно с входами первого и второго светодиодных индикаторов, вторые входы-выходы первого и второго трансформаторов гальванической развязки и первого и второго модулей волоконно-оптических приемопередатчиков являются соответственно первыми, вторыми, третьими и четвертыми входами-выходами модуля сетевых интерфейсов, первые и третьи входы-выходы которого служат для приема/передачи информации по первому порту с интерфейсом Ethernet, вторые и четвертые входы-выходы служат для приема/передачи информации по дополнительному второму порту с интерфейсом Ethernet, причем шестые и седьмые входы-выходы контроллера являются пятыми и шестыми входами-выходами модуля сетевых интерфейсов, которые служат для соединения с технологическим каналом и с системной шиной PCI соответственно.