基于BF537構(gòu)建雙冗余以太網(wǎng)的設(shè)計(jì)方案

　　表l中，Basic Control Register為基本控制寄存器，通過配置其各位，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，對其查詢可以得到自協(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)識了芯片的Chip ID。因此，對網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測實(shí)際上就是實(shí)時(shí)讀取Basic Status Register，并對結(jié)果作出判斷。

　　3.2 程序設(shè)計(jì)

　　可以通過操作BF537的寄存器EMAC_STAADD完成其對LAN8187寄存器的讀寫。對LAN8187寄存器讀寫的函數(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Basic Status Register的監(jiān)測采用輪詢的機(jī)制，即設(shè)定一個(gè)信號量Link_status，其周期為2 ms，因此每隔2 msEther moniter線程被觸發(fā)一次。在Ether_moniter中通過調(diào)用RdPHYReg()函數(shù)，讀取Basic Status Register的值，并判斷Link位。Ether_moniter線程流程如圖3所示。

　　對于設(shè)計(jì)方案1來講，當(dāng)檢測到需要進(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 冗余切換測試

　　用Visual C++6.0開發(fā)的簡單的上位機(jī)測試程序，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)編寫不同的序號。在BF537中編寫程序不斷接收上位機(jī)發(fā)來的數(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)將會自動切換到備用通道繼續(xù)接收上位機(jī)的數(shù)據(jù)報(bào)，最后通過檢測接收到數(shù)據(jù)報(bào)的序號來確定冗余切換所消耗的時(shí)間。分別對兩種方案所構(gòu)建的冗余網(wǎng)絡(luò)的切換進(jìn)行測試，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。

　　5 結(jié)束語

　　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)過測試，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。