[发明专利]基于现场可编程门阵列的以太网RMII接口及实现方法

说明书

【技术领域】

本发明属于微电子领域，涉及一种高压交流电流高精度测量领域电子式互感器合并单元多路以太网输出接口，尤其是一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的以太网简化媒体独立接口(Reduced Medium Independent Interface，简称RMII接口)。

【背景技术】

中国国家电网公司在2009年5月提出“坚强智能电网”发展规划，提出要建设以特高压电网为骨干、各级电网协调发展的坚强电网为基础，其建设计画分为三个阶段：2009-2010年将重点开展智能电网发展规划工作；2011-2015年为全面建设阶段；2016-2020年为引领提升阶段。而组成整个智能电网的设备就必须与网络结合，以达到统一管理，调度，监控等功能，真正实现电网运行的智能化。其中电子式互感器的输出接口的数据就必须以IEEE 802.3k中用于10BaseT(第14条)和100BaseTX(第24条和第25条)的标准来上传数据到过程层。

根据《智能变电站技术导则》，对于变电站中各个智能化设备都提出了相应要求和标准。其中各个设备都得支持数据上传网络的功能，这就对各个设备支持以太网发送提出了硬性要求，尤其是对电子式互感器及其合并单元各项参数提出了更高的要求，要求合并单元的部分至少有8路独立以太网输出端口的要求。在变电站/发电厂综合自动化系统、智能控制自动话系统、电网/发电综合监控系统、电网调度自动化系统以及智能配电自动化系统等变电站各个智能话系统中，都需要通过以太网标准接口上传数据到达相对应的网络层。

如果合并单元8路以太网输出采用MII接口，那么FPGA的硬件I/O会多达100多条，严重消耗了FPGA的硬件资源，并给硬件布局布线带来的相当大的困难，对于合并单元的升级造成障碍，加大了合并单元的成本。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种基于可编程门阵列的以太网RMII接口及实现方法，简化现有MII接口，解决MII标准接口中信号线过多而引起的FPGA引脚资源浪费的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于现场可编程门阵列的以太网RMII接口，包括现场可编程门阵列，物理层芯片；所述现场可编程门阵列包括发送模块和接收模块；发送模块包括发送状态机、第一各状态计数器、第一CRC生成电路模块以及随机数产生器；发送模块按照IEEE802.3协议规定的标准RMII接口发送以太网数据；接收模块包括接收状态机、第二各状态计数器、第二CRC生成电路模块以及地址检测器；接收模块按照IEEE802.3协议规定的标准RMII接口接收以太网数据。

所述物理层芯片的型号为LXT9785。

发送模块的随机数产生模块用于在阻塞状况下产生随机的重发次数；第一各状态计数器包括发送过程中的第一帧间隙计数器，延时计数器，冲突窗口计数器；第一帧间隙计数器用以保证两帧之间的时间间隙；延时计数器用于存储启动传输后等待总线空闲的时间；冲突窗口计数器用以判断当前所发生的冲突是否为后冲突；第一CRC生成电路用以实现数据帧的校验码序列；接收模块的地址检测器模块用以检查帧的目的地址字段是否与本站地址相匹配，如果不匹配，则将它丢弃掉；第二各状态计数器包括第二帧间隙计数器和字节计数器；第二帧间隙计数器用以检测接收到的数据帧与前一帧之间是否满足最小帧间间隔的要求，如果不满足则将它丢弃；接收字节计数器用以存贮接收帧的字节长度，判断接收帧长度是否在最小帧长度与最大帧长度之间；第二CRC生成电路用以实现数据帧的校验码序列。