[实用新型]一种小型嵌入式以太网串口转换模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及以太网串口转换模块或串口服务器、串口网关等领域，更具体的说是一种技术方案简单小型嵌入式以太网串口转换模块。

背景技术

目前在我国，以太网网络的使用已经非常广泛，而且有逐步从办公网络向设备控制网络发展的趋势。当今的设备控制网络大多使用RS232、RS485、RS422等串行通讯接口，原有这些基于串行通讯接口的设备要过渡到以太网，需要连接串口网关或以太网串口转换模块。目前在我国各类型的以太网串口转换模块和串口服务器、串口网关很多，但它们都存在体积大，技术方案复杂等问题，不适合在一些小型设备内部使用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，既提供了能把以太网接口和串行接口的数据快速可靠的转换，且具有小体积、低功耗、技术方案简单等特点的小型嵌入式以太网串口转换模块。

本实用新型通过以下技术方案实现上述目的。

本设计公开了一种小型嵌入式以太网串口转换模块，主要包括主控芯片、通用I/O接口电路和以太网物理接口，主控芯片与通用I/O接口电路和以太网物理接口连接，其改良的结构是所述主控芯片内嵌以太网控制器、RAM存储器、FLASH存储器和串行控制器。本方案无需外扩大容量SDRAM和FLASH存储器，是真正的单芯片技术方案，相对多芯片技术方案，集成度更高，能耗更低。

所述主控芯片采用32位基于Cortex-M3内核的高速主控芯片，该主控芯片只有100个管脚，封装大小为17mm×17mm，满足小体积、低功耗、技术方案简单的要求。同时还满足大数据量的实时传输要求，通过芯片程序最终实现以太网串口的数据转换。

32位Cortex-M3主控芯片分别与以太网物理接口、通用I/O接口电路连接。以太网物理接口与以太网连接，所述通用I/O接口电路包括TTL电平串口和通讯状态LED显示接口，TTL电平串口与串行接口电平转换电路连接或直接与外部串口设备CPU的UART(通用串行收发器)连接，通讯状态LED显示接口与LED连接。

上述以太网控制器集成了以太网MAC层控制器和PHY层收发器，直接连接网络隔离变压器和RJ45接口，同时以太网MAC层控制器和PHY层收发器支持全双工或半双工模式提供10M/100Mbps的以太网接入。在半双工模式下，控制器支持CSMA/CD协议，在全双工模式下支持IEEE802.3MAC控制层协议，PHY层收发器还支持Auto-MDIX自动交叉功能。可以简化以太网接口电路的设计，提高可靠性，降低功耗。

所述转换模块内嵌有uCOS-II嵌入式实时操作系统，这种操作系统是一种可裁减、代码高效的占先式实时操作系统。

上述FLASH存储器用于存放系统运行应用程序、uCOS-II嵌入式实时操作系统，以及在系统掉电后需要保存的用户数据和网络参数(IP地址，子网掩码等)；RAM存储器作为系统运行时变量、堆栈、用户数据的存储区。由于RAM和FLASH存储器均集成在主控芯片内部，所以简化了系统的电路设计，减小体积，提高可靠性，进一步降低功耗。

本实用新型采用的技术方案仅使用一枚32位高速主控芯片，该芯片把外围的以太网控制器、RAM存储器、FLASH存储器和串行控制器等都集成在内部。相对目前在使用的多芯片技术方案，能耗更低。而该主控芯片封装体积小，再加上一些简单的外围电路，整个技术方案实现后，相对目前在使用的多芯片技术方案体积更小。同时还实现了以太网串口的数据的高速、大容量转换。

附图说明

图1为本实用新型的结构模块图；

图2为本实用新型的电路原理图；

图3为本实用新型的程序结构图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理做进一步的说明。

如图1所示的一种小型嵌入式以太网串口转换模块，包括主控芯片1、通用I/O接口电路2和以太网物理接口3，I/O接口电路2包括TTL电平串口21和通讯状态LED显示接口22。主控芯片1采用采用32位基于Cortex-M3内核的高速主控芯片，与通用I/O接口电路2和以太网物理接口3连接；以太网物理接口3与以太网4连接，TTL电平串口21与串行接口电平转换电路5连接或直接与外部串口设备CPU的UART(通用串行收发器)连接，通讯状态LED显示接口22与LED6连接。