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

BÀI THUYẾT TRÌNH NHÓM 3
ĐỀ TÀI 1

* Tìm hiểu VĐK có
chức năng hỗ trợ
ETHERNET và thiết
kế mạch ứng dụng
cho VĐK.

Thành viên:
Huỳnh Hữu Toàn_21003451
Huỳnh Tuấn Kiệt_21101716
Huỳnh Thanh Hòa_21001153


NỘI DUNG

I. Ethernet
II. PIC Microcontrollers for Ethernet
III. Ethernet Controllers
IV.Demo


I.ETHERNET
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

LAN (Local area
network )

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

WAN (Wide area
network )


3/ Các thế hệ Ethernet (Ethernet Generations)
• Original Ethernet:
– Coaxial cable (10Base5)
– Thicknet.

• Next Generation:

– Thin coax cable (10Base2)
– Thinnet.

• Modern Ethernet:
– Twisted pair ethernet
(10BaseT) - 1990
– Uses hub: physical star but
logical bus.

Nguồn:Internet


4/ Linh kiện hợp thành (Ethernet Components)

Nguồn:Internet

Nguồn:Internet

•

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.

•
•


•

•
•
•

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.


Nhược:
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

MAC
Địa chỉ MAC là địa chỉ vật lý của card mạng,
được xác định duy nhất trên toàn thế giới. Mỗi
khi một nhà sản xuất chế tạo ra 1 card mạng, phải
định địa chỉ MAC duy nhất cho nó. Địa chỉ
MAC được biểu diễn bằng một số nhị phân 48
bit (hoặc viết ngắn gọn là 12 số hexa). Trong đó
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

Giới Thiệu Thuật Ngữ
IP
IP là một địa chỉ của một máy tính khi tham gia vào mạng
nhằm giúp cho các máy tính có thể chuyển thông tin cho
nhau một cách chính xác, tránh thất lạc. Vài địa chỉ IP có giá
trị đơn nhất trong phạm vi Internet toàn cầu, trong khi một
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)


II.PIC Microcontrollers for Ethetnet

e
ern

Eth
ern
et

Et h
t

Ethernet

II.PIC Microcontrollers for Ethetnet
+PIC18F66J60
+PIC32MX675F256L
+PIC32MZ1024ECH124
+PIC32MZ2048ECM144
..vv..

Nguồn:Microchip.com


PIC32MZ2048ECM144

Một số chức năng chính
1.Tốc độ cao(HS).Giao diện truyền thông(chuyên dụng với
DMA):10/100 Mbps Ethernet MAC with MII and RMII
interface
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 +-2oC


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


PIC32MZ2048ECM144

Nguồn:Microchip.com


SƠ ĐỒ KHỐI PIC32MZ2048ECM144

Nguồn:Microchip.com


PIC32MZ2048ECM144
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


MCU cũ:ENC28j60
SPI

Ethernet

Eth
ern
et

et
n

r
e
h
t
E

SPI