基于BF537的雙冗余以太網(wǎng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

表l中，Basic Control Register為基本控制寄存器，通過(guò)配置其各位，完成芯片軟復(fù)位、10 M／100 M選擇、全雙工／半雙工選擇、LookBack模式選擇、自協(xié)商等功能。Basic StatusRegister為基本狀態(tài)寄存器，對(duì)其查詢(xún)可以得到自協(xié)商結(jié)果、網(wǎng)絡(luò)物理連接狀態(tài)等網(wǎng)絡(luò)基本狀態(tài)。PHY Identifierl／PHYIdentifier 2寄存器標(biāo)識(shí)了芯片的Chip ID。因此，對(duì)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)實(shí)際上就是實(shí)時(shí)讀取Basic Status Register，并對(duì)結(jié)果作出判斷。
3．2 程序設(shè)計(jì)
可以通過(guò)操作BF537的寄存器EMAC_STAADD完成其對(duì)LAN8187寄存器的讀寫(xiě)。對(duì)LAN8187寄存器讀寫(xiě)的函數(shù)定義為：
u16 RdPHYReg(u16 PHYAddr，u16 RegAddr)；
void WrPHYReg(u16 PHYAddr，u16 RegAddr，u32 Data)；
其中PHYAddr為芯片的物理地址，RegAddr為寄存器地址。
對(duì)Basic Status Register的監(jiān)測(cè)采用輪詢(xún)的機(jī)制，即設(shè)定一個(gè)信號(hào)量Link_status，其周期為2 ms，因此每隔2 msEther moniter線(xiàn)程被觸發(fā)一次。在Ether_moniter中通過(guò)調(diào)用RdPHYReg()函數(shù)，讀取Basic Status Register的值，并判斷Link位。Ether_moniter線(xiàn)程流程如圖3所示。

對(duì)于設(shè)計(jì)方案1來(lái)講，當(dāng)檢測(cè)到需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)切換時(shí)，需要停用當(dāng)前網(wǎng)卡初始化備用網(wǎng)絡(luò)LAN91C111并設(shè)定相同的IP地址以及MAC地址。對(duì)于方案2，則只需要通知CPLD將通道切換至備用的LAN8187接口。

4 冗余切換測(cè)試
用Visual C++6．0開(kāi)發(fā)的簡(jiǎn)單的上位機(jī)測(cè)試程序，每隔1ms發(fā)送一個(gè)UDP數(shù)據(jù)報(bào)，并給每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)編寫(xiě)不同的序號(hào)。在BF537中編寫(xiě)程序不斷接收上位機(jī)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)報(bào)，然后制造網(wǎng)絡(luò)通信故障，本文構(gòu)建的冗余網(wǎng)絡(luò)將會(huì)自動(dòng)切換到備用通道繼續(xù)接收上位機(jī)的數(shù)據(jù)報(bào)，最后通過(guò)檢測(cè)接收到數(shù)據(jù)報(bào)的序號(hào)來(lái)確定冗余切換所消耗的時(shí)間。分別對(duì)兩種方案所構(gòu)建的冗余網(wǎng)絡(luò)的切換進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果如表2所示。

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出方案2具有快速切換的優(yōu)點(diǎn)，丟包率低；方案l平均丟包數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于方案2，并且切換時(shí)間長(zhǎng)。

5 結(jié)束語(yǔ)
本文提出了兩種基于BF537構(gòu)建雙冗余以太網(wǎng)的方案，分別論述了其原理、器件選擇、連接方法，并做出軟件設(shè)計(jì)。最后經(jīng)過(guò)測(cè)試，方案2的切換效果和時(shí)間非常理想，最終在實(shí)際項(xiàng)目中得到了應(yīng)用。