Bài thuyết trình môn vi điều khiển đề tải tìm hiểu vđk có chức năng hỗ trợ ETHERNET và thiết kế mạch ứng dụng cho vđk

• Trong khi tìm cách để liên kết máy tính với máy in, Metcalfe phát triển các phương pháp vật lý của hệ thống cáp là thiết bị kết nối vào mạng Ethernet.. 2/ Khái niệm cơ bản Ethernet•

NỘI DUNG

I Ethernet

II PIC Microcontrollers for Ethernet

III Ethernet Controllers

IV.Demo

1/ Lịch sử hình thành Ethernet

• Năm 1973, tại Xerox Palo Alto Research

Center (PARC), nhà nghiên cứu Bob Metcalfe

thiết kế và thử nghiệm mạng Ethernet đầu tiên

• Trong khi tìm cách để liên kết máy tính với

máy in, Metcalfe phát triển các phương pháp vật lý của hệ thống cáp là thiết bị kết nối vào mạng Ethernet Thông tin liên lạc trên một dây cáp được chia sẻ bởi tất cả các thiết bị trên mạng Khi một thiết bị gắn liền với cáp này, nó

có khả năng giao tiếp với bất kỳ thiết bị khác kèm theo

2/ Khái niệm cơ bản Ethernet

• Ethernet là một công nghệ mạng địa phương kết nối các thiết bị ở gần (sử dụng cáp đồng trục)

LAN (Local area

3/ Các thế hệ Ethernet (Ethernet Generations)

– Uses hub: physical star but

4/ Linh kiện hợp thành (Ethernet Components)

• NIC – Network Interface Card

– Integrated Tx/Rx – direct interface to medium.

• MAU – Media Attachment Unit

– Attaches network interface to the medium (integrated into NIC).

• AUI – Attachment Unit Interface

– Decouple physical layer -reuse MAC design with different media.

• MII – Media Independent Interface

– Like AUI for gigabit / faster ethernets.

Nguồn:Internet Nguồn:Internet

5/ Các thuật ngữ trong Ethernet

• Medium: Thiết bị Ethernet được đính kèm vào một

phương tiện phổ biến cung cấp một con đường mà các tín hiệu điện tử sẽ truyền đi (cáp đồng đồng trục

 một cặp xoắn hoặc cáp sợi quang)

• Segment: Một phương tiện chia sẻ duy nhất như là

một phân đoạn Ethernet

• Node: Những thiết bị gắn với phân khúc gọi là các

trạm hoặc các nút

• Frame: Các nút giao tiếp trong tin nhắn ngắn gọi là

khung dữ liệu, đó là một khối biến đổi kích thước thông tin Khung dữ liệu này tương tự như các câu trong ngôn ngữ của con người

Nguồn:Internet

Thêm các cách xử lí vấn đề của phương pháp này: CSMA/CD+các hạn chế Ethernet

Nguồn:Internet

Ưu điểm của Ethernet:

Làm việc dưới các tải nhẹ Sử dụng trên 30% coi như là nặng Dung lượng của mạng bị lãng phí vào lúc va chạm

Nhiều mạng giới hạn khoảng 200 máy chủ Đặc

biệt có khả năng liên kết đến 1024 nút trong 1 mạng

bus

Nhiều mạng ngắn hơn 5-10 microsecond RTT

Vận chuyển các cấp độ dòng điều khiển giúp giảm

số tải

Rẻ, nhanh và dễ quản lí

Ethernet lúc cao điểm sử dụng rất thấp.

Đỉnh điểm kết nối tệ nhất khi: Nhiều va chạm cần được xác định người gửi đơn Kích thước gói truyền nhỏ Nhiều khi tự phân

xử

Đường dẫn dài: bị nhiễu điện từ các thiết bị lân cận, nhiều dải sóng bị lãng phí  network diameter

Nguồn:Internet

Giới Thiệu Thuật Ngữ

DNS

Website có các địa chỉ IP riêng biệt DNS

giúp “ánh xạ” các con số địa chỉ IP khô khan

thành những ký tự ABC thân thiện hơn Nhờ

DNS nên bạn không cần phải nhớ địa chỉ IP để vào website mà chỉ cần nhớ địa chỉ website mà chúng ta vẫn hay dùng

Nói cách khác, DNS cũng giống như một

danh bạ điện thoại cho Internet Nếu bạn biết tên của một người nhưng không biết số điện thoại hay ngược lại, bạn có thể tham khảo trong sổ

danh bạ dễ dàng

Giới Thiệu Thuật Ngữ

24 bit đầu là mã số của công ty sản xuất Card

mạng đó, còn 24 bit sau là số seri của từng Card mạng đối với một hãng sản xuất

số khác chỉ cần phải đơn nhất trong phạm vi một công ty.

Ip mask (subnet mask)

Ta đã biết rằng mỗi máy tính trong một mạng cụ thể nào

đó thì phải có cùng một địa chỉ mạng => địa chỉ mạng

không thể thay đổi đựơc => chỉ còn cách lấy một phần địa chỉ IPđể làm đinh danh cho mỗi mạng con nhỏ hơn=> Điều này có thể thực hiện đựơc bằng cách gán cho mỗi máy tính một Subnet mask Nếu mạng không có mạng con thì ta dùng default subnet mask (vd 255.255.255.0)

Giới Thiệu Thuật Ngữ

E th ern et

Eth

ernet

Ethernet

II.PIC Microcontrollers for Ethetnet

II.PIC Microcontrollers for Ethetnet

2 Advanced Analog Features:

+Module ADC 12 bits

+Lên đến 48 đầu vào Analog

+Nguồn ADC kích hoạt linh hoạt và độc lập

+2 bộ so sánh

+Cảm biến nhiệt độ với sai số +-2 o C

3 Communication Interfaces:

+2 Module CAN

+6 Modules UART (25 Mbps)

+Hỗ trợ LIN 1.2 and IrDA

+6 Module SPI 4 dây(50Mbps)

+5 Module I2C(up to 1 Mbaud)

4 Timers/Output Compare/Input Capture

+9 Timer 16 bits hoặc có thể lên đến 4 Timer 32 bits +9 Output Compare

+9 Input Capture

5.Ngắt ngoài trên tất cả các chân I/O

Nguồn:Microchip.com

SƠ ĐỒ KHỐI PIC32MZ2048ECM144

Nguồn:Microchip.com

MODULE ETHERNET CONTROLLER

SƠ ĐỒ KHỐI

Nguồn:Microchip.com

MODULE ETHERNET CONTROLLER

Bộ Điều Khiển ETHERNET là một Module làm chủ

Bus giao tiếp với 1 chip PHY để thực hiện 1 nút

Ethernet hoàn chỉnh trên hệ thống

Các tính năg chính như:

1.Hỗ trợ truyền tải tốc độ 10/100 Mbps

2.Hỗ trợ Full-duplex và Half-duplex

3.Hỗ trợ giao tiếp RMII và PHY

4.Hỗ trợ quản lý giao tiếp MIIM PHY

5.RAM mô tả dựa trên hoạt động DMA cho cả hai đường truyền và nhận

III Ethernet Controllers

III Ethernet Controllers

Nguồn:Microchip.com

Giới thiệu về ENC28j60

ENC28J60 hỗ trợ giao tiếp Ethernet cho các VĐK không có tích hợp sẵn module

Ethernet nhưng phải có giao tiếp SPI

ENC28J60 là IC giao tiếp mạng Ethernet ở

lớp vật lý tương ứng trong mô hình OSI Nó hỗ trợ truyền song song trên kênh truyền có băng thông từ 10-20Mbps

Đồng thời nhằm tránh xung đột trên kênh truyền, ENC28J60 làm việc trên protocol

CSMA/CD để phát hiện và tối thiểu hóa xung đột ENC28J60 được giao tiếp với các thiết bị khác theo chuẩn SPI

Giới thiệu về ENC28j60

PIC18f67j60 datasheet-microchip.com

Nguồn:Internet

MCU mới:LAN9420

LAN9420/LAN9420i là một

bộ điều khiển Fast Ethernet với đầy đủ tính năng mà cho phép tích hợp dễ dàng và hiệu quả chi phí của Fast Ethernet thành một hệ thống dựa trên PCI

Nguồn:Microchip.com

Một Số Tính Năng Nổi Bật:

1.Tích hợp điều khiển 10/100 Ethernet hiệu suất cao

+Tích hợp Ethernet MAC và PHY

3.Hỗ trợ giao tiếp quản lý năng lượng PCI

4.Hỗ trợ tùy chỉnh cho EEPROM

+Cung cấp giao tiếp cho EEPROM

+Được sử dụng để lưu trữ PCI và cấu hình địa chỉ MAC

Sơ Đồ Khối Hệ Thống

Nguồn:Microchip.com

Sơ Đồ Khối

Nguồn:Microchip.com

Giao Tiếp PCI

PCI(Perpheral Component Interconnect bus)

+Được phát triển bởi Intel năm 1992

+Đáp ứng được yêu cầu về chuẩn bus tốc độ cao

+Được chọn làm chuẩn giao tiếp của hầu hết các Card thiết bị ngoại vi

Nguồn:Internet

Giao Tiếp PCI

Ưu điểm chính của PCI

Speed:

+Có thể truyền tốc độ 133MBytes với 32bit hoặc 266 MBytes/s với 64 bit

Configurability:

+Hệ thống bus độc lập với processor

+Cho phép định cấu hình tự động dễ dàng cho người sử dụng

Đặc tính cơ bản của PCI

+Là cầu nối giữa bộ vi xử lý và bus mở rộng

+Khả năng giao tiếp tối đa 256 thiết bị

+Là bus 32 bit với tốc độ 133MBytes/s

+Có khả năng mở rộng 64 bit với tốc độ 266MBytes/s +Làm việc với hệ thống đa xử lý

+Hỗ trợ nguồn 5V và 3.3V

+Truyền dữ liệu liên tục với chiều dài bất kỳ

+Tần số làm việc trong khoảng 0 đến 33MHz

+Tín hiệu địa chỉ và dữ liệu được dồn kênh

+Hỗ trợ ISA, EISA, MCA

+Định cấu hình qua phần mềm và thanh ghi

+Đặc tính độc lập với bộ vi xử lý

Giao Tiếp PCI

USB to Ethernet Controllers

LAN9500A là bộ điều khiển Ethernet cung cấp một hiệu

suất cao,chi phí cạnh tranh,là giải pháp để kết nối USB với Ethernet.

LAN9500A chứa một tích hợp 10/100 Ethernet PHY, 1

Hi-Speed USB 2.0 PHY,1 bộ điều khiển Hi-Speed USB 2.0,10/100 Ethernet MAC,1 bộ điều khiển TAP,1 bộ điều khiển EEPROM và FIFO trong 1 gói 56 pin nhỏ gọn

Một vài tính năng nổi bật khác:

+Chỉ đòi hỏi thạch anh 25MHz

+Hỗ trợ nhiều tính năng quản lý năng lượng

+Ứng dụng công nghệ NetDetach độc quyền của

Microchip

+Nhỏ gọn

Sự Khác Biệt Thành Phần Hệ Thống

Nguồn:Microchip.com

Sơ Đồ Hệ Thống

Do sự hạn hẹp của đề tài cũng như hạn hẹp về thời gian.Thêm vào đó những con Chip mới không có

trong mô phỏng Proteus, vv nên nhóm quyết định vẫn giữ nguyên Demo như ban đầu.Mong Thầy

thông cảm.

Do sự hạn hẹp của đề tài cũng như hạn hẹp về thời gian.Thêm vào đó những con Chip mới không có

trong mô phỏng Proteus, vv nên nhóm quyết định vẫn giữ nguyên Demo như ban đầu.Mong Thầy

thông cảm.

Điều khiển 3 LED bằng Website

Sơ đồ nguyên lý

Điều khiển 3 LED bằng Website

Giao diện Web

Nguyên Lý Hoạt Động

Một website được nhúng vào vi điều khiển, trong

website này sẽ có một form chứa trạng thái của 3

Các Bước Thực Hiện

Double Click Thay đổi IP address

Các Bước Thực Hiện

Gõ IP Address

Kết Quả

Các Bước Thực Hiện

Kết Quả