Отладочная плата для 5600ВВ3Т

Эта статья также из разряда описания старых плат, спроектированных в начале 2015-го года. В то время раздавали бесплатные образцы 5600ВВ3Т предприятиям (и даже на момент публикации статьи ещё раздают!), я сделал запрос образцов и на скорую руку спроектировал простую отладочную плату для проведения тестирования новинки. Опять же, т. к. устройство «для себя», то сдавать никакую документацию не требовалось, поэтому УГО компоненты и схема в целом не очень-то и по ГОСТу, это просто пример устройства с кратким описанием.

B7-14

В целом, здесь не будет каких-либо секретов запуска или особенностей проектирования (их и нет-то), просто открытый проект для изучения и применения как вам вздумается, без какой-либо ответственности с моей стороны.

Общие требования

Проект планировался как логическое дополнение серии управляемых по Ethernet контроллеров на российской элементной базе для автоматизации пультов и других промышленных объектов. Итак, общие требования, на которые я опирался при разработке отладочной платы для 5600ВВ3Т:

  • Простой формат 2-слойной платы с габаритами 10*10 см;
  • Возможность состыковки двух плат этажеркой и объединения в единое устройство (8-ми портовый коммутатор) при помощи шлейфа;
  • Возможность подключения платы к ПЛИС при помощи шлейфа;
  • Возможность управления и мониторинга состояния 5600ВВ3Т посредством SPI;
  • Выбор реализации питания — DC-DC на простейшем К1156ЕУ5 (MC34063) или LDO типа LM1117, чтобы проверить критичность к качеству питания;
  • Разъёмы Ethernet со встроенными трансформаторами (достать проще, а разницы между SK02-111006NL и применением ТрС-ЛС* с значительным сроком поставки и ценой (+ опять же Ethernet разъём) нет, да и габариты отладочной платы зря увеличивать не хотелось).

Схемотехника

Начнем с неказисто нарисованного 5600ВВ3Т, здесь никаких особенностей нет, просто выводятся все пины, в MII разве что пара соединений есть и сделана перемычка на DATA_CLK — линии тактирования MII, который будет тактироваться от одной «мастер-платы», а другая будет «подчинённой». ZQ1 — кварц на 25 МГц.

B7-1

Переключатели (да-да, знаю, нарисовано и тут крайне криво, совсем не по ГОСТу, срочность на тот момент влияла, а перерисовывать сейчас уже смысла нет) и подтяжки MODE выводов, а также точные резисторы 12,4 кОм 1% для каждого PHY.

B7-2

Отдельно подтяжки для «типа SPI» (на самом деле не совсем SPI, напрямую с МК по SPI нельзя прочитать регистры — есть различия в таймингах, поэтому только ногодрыг, только хардкор).

B7-3

Два разъёма MII, сделаны специальным образом, чтобы линии Rx\Tx перекрещивались при их взаимном подключении шлейфом:

B7-4

Ну и один канал LAN, тут тоже ничего сложного (да, XS2 содержит в себе трансформатор, помним об этом? на схеме опять же не показано):

B7-5

С этим куском схемы есть хитрость небольшая, если посмотреть в спецификацию на 5600ВВ3Т, то там есть простая схема включения:

B7-17

Вроде бы всё просто, но вот на место, которое выделено красным, я не обратил внимания сразу, а оказывается, туда надо подключать питание… проект я потом поправил, конечно, но если проглядеть такую мелочь, у вас ничего работать не будет.

Ну и последнее, что осталось, это питание. Тут всё крайне дубово и просто:

B7-6

Устанавливается или DA1 (в этом случае номинальное входное питание 5 В, иначе будет перегрев LDO), или DA2 с обвязкой (в этом случае номинальное входное питание 9\12 В).

Горсть конденсаторов на цифровые пины питания и отдельные конденсаторы на каждое PHY с изолированием по ВЧ от общего питания посредством ферритовых бусин:

B7-7

Разводка

В разводке же никаких хитростей нет, толком никакого выравнивания длин, нет и расчетов для волнового сопротивления дорожек. Просто сделано достаточно аккуратно.

Плата 2-слойная, по слоям (кликабельно):

Это слайд-шоу требует JavaScript.

  • Top Layer — 5600ВВ3Т и весь её обвес, LAN разъёмы и индуктивности с фильтрующими конденсаторами DC-DC преобразователя.
  • Bottom Layer — обвес LAN разъёмов и питание.

3D (кликабельно):

Это слайд-шоу требует JavaScript.

Проект для альтиума можно скачать по ссылке в последнем разделе.

Рабочий экземпляр

Просто как эстетическое дополнение фотографии одного из нескольких собранных экземпляров (кликабельно):

Это слайд-шоу требует JavaScript.

И как выглядит два воедино трансформировавшиеся (кликабельно):

Это слайд-шоу требует JavaScript.

Да, в таком подключении не забываем установить перемычку Bus CLK на одной из плат, тем самым назначив её мастером MII шины.

Тестирование

Тестировать я буду на примере домашней сети, вот так выглядит задействованный участок сети (по факту LAN и Wi-Fi устройств больше, просто они не отображены и не столь важны):

B7-19

  • NAS — это сетевой накопитель с гигабитным интерфейсом;
  • TL-WDR430 — Wi-Fi роутер с гигабитными LAN-портами;
  • TL-SG105 — простой 5-портовый гигабитный сетевой коммутатор (свитч), стоящий около ПК, в него я подключаю различные тестируемые устройства;
  • ПК — собственно, рабочий персональный компьютер, также с гигабитным LAN.

Вначале я протестирую реальную скорость в такой связке, а потом просто поменяю сетевой коммутатор на 5600ВВ3Т и тестируемый участок сети станет таким:

B7-18

Да, важный момент! 5600ВВ3Т не умеет перекидывать Rx\Tx линии, и при его использовании с другими продуктами (того же Миландра), которые так делать не умеют, необходимо использовать только перекрёстные LAN кабели.

В спецификации на 5600ВВ3Т есть таблица режимов его работы, те самые переключатели на MODE-пинах:

B7-20

Здесь нас интересуют только 2 режима — коммутатор и концентратор, оба на 100 Мбит\сек или автоопределение. Да, к слову, чем отличается то коммутатор от концентратора:

  • Сетевой концентратор — самое дешёвое и простое устройств в сети. Все данные, которые поступают в один порт концентратора, пересылаются на все другие порты. Концентратор не обращает никакого внимания на передаваемые данные, он просто посылает их на другие порты.
  • Сетевой коммутатор — более эффективный вариант сетевого концентратора. Коммутатор способен запоминать MAC-адрес каждого компьютера, подключённого к его портам, и действовать как регулировщик — передавать данные от получателя на порт адресата и ни на какие другие, что оказывает положительный эффект на производительность всей сети, потому что отсутствуют ненужные передачи пакетов и освобождается сетевая пропускная способность.

Итак, проведём тест пропускной способности в «боевых условиях», когда в сети помимо испытуемых устройств работают другие. Тестировать буду программой LAN Speed Test старой версии, которая хоть и не полноценно (пока не куплена), но лучше тестирует её же, но новой версии (совсем жадные стали) 100 Мбит\с сеть (1 Гбит\с сеть бесплатной версией уже не протестируешь). Вот такие результаты показывает она с TL-SG105:

B7-21

339 Мбит\с на запись и 501 Мбит\с на чтение — с лихвой перекрывает заявленные 100 Мбит\с возможности 5600ВВ3Т.

Подключаю 5600ВВ3Т, одна плата, два соседних порта:

B7-22

5600ВВ3Т, режим сетевого коммутатора:

B7-23

5600ВВ3Т, режим сетевого концентратора:

B7-24

Результаты особо не отличаются, в режиме концентратора незначительно поднялась скорость записи\чтения.

Подключаю две 5600ВВ3Т, выбраны крайние порты на обеих платах:

B7-25

Две 5600ВВ3Т, режим сетевого коммутатора:

B7-26

Две 5600ВВ3Т, режим сетевого концентратора:

B7-27

Результаты также особо не отличаются, в режиме концентратора незначительно поднялась скорость записи\чтения, но если сравнить с тестом одной платы, то скорость записи заметно просела (стала 44 Мбит\с, была 77 Мбит\с), а скорость чтения не изменилась, что удивило.

Тестирование повторялось по 4 раза, скорости во всех тестах незначительно различались, показаны скриншоты с последнего теста (не выбирались).

Ссылки

Реклама

Добавить комментарий

Please log in using one of these methods to post your comment:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход /  Изменить )

Google+ photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google+. Выход /  Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход /  Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход /  Изменить )

Connecting to %s