Микросхема К1923КХ02GI представляет 16 – портовый коммутатор сетей протокола IEEE 802.3 Ethernet 10/100/1000 Мбит/с. Коммутатор предназначен для использования в устройствах локальной вычислительной сети для обеспечения коммутации оконечных устройств внутри сети на основе MAC-адресов. Компания «Миландр» разработала демонстрационную плату «Evaluation Board for IC К1923КХ02GI» для ознакомления с микросхемой К1923КХ02GI, а также исследования её работы. Основные начальные настройки для работы с платой представлены в документе «Quick Start». В данной статьей представлена информация по работе с платой, а также рассмотрен пример соединения компьютеров в одну сеть с помощью данной платы и проверка соединение с помощью «Ping»-запроса.

Режимы работы платы

Режимы работы на плате устанавливаются с помощью переключателя SA2, который в свою очередь задает логическое состояние («0» или «1») на выводах MODE в соответствии:

1) MODE [3:0] = 0000 - режим управляемого коммутатора (SWITCH). Доступ по интерфейсу SPI-slave к регистрам PCI-E, регистрам SGMII.

2) MODE [3:0] = 0001 - режим управляемого коммутатора (SWITCH). Конфигурация К1923КХ02GI по интерфейсу SPI-master из внешней памяти микросхемы Flash-памяти.

3) MODE [3:0] = 0010 - управляемого коммутатора (SWITCH). Доступ по интерфейсу SPI-slave к регистрам PCI-E, регистрам SGMII, регистрам ядра коммутатора.

4) MODE [3:0] = 0110 - режим неуправляемого коммутатора (HUB).

Остальные комбинации на выводах MODE зарезервированы. Протестируем плату в режимах 0000, 0010, 0110.

Настройка ПК

Прежде чем приступить к работе с платой, необходимо выполнить настройку сетевых карт компьютеров, которые будут подключены к плате. Для этого нужно присвоить статические IP-адреса компьютерам, чтобы они находились в одной подсети. Например, возможны настройки, представленные на рисунке 3.

Рисунок 1 - Задание настроек. Подключение по локальной сети

Рисунок 2 - Задание настроек. Выбор настройки "Протокол Интернет версии 4 (TCP/IPv4)"

Рисунок 3 - Задание настроек. Указание IP-адреса

Если необходимо выключить энергосберегающий режим, то сделать это можно в настройках сетевой карты (рисунок 4).

Рисунок 4 - Отключение энергосберегающего режима

Режим управляемого коммутатора (0000)

В таком режиме реализуется архитектура сложной системы на базе К1923КХ02GI. HOST-процессор осуществляет по PCI-E управление и выполняет настройку микросхемы. Соответственно, для управления работой платы предусмотрен драйвер, разработанный для ОС Linux. Здесь необходимо внимательно ознакомиться с документом «Quick Start», чтобы выполнить установку драйвера и подготовить плату к работе. После того, как плата подготовлена к работе (о чём свидетельствуют мигающие диоды на портах коммутатора) подключим ПК к плате.

Рисунок 5 - Схема эксперимента (режим 0000)

После подключения компьютеров к соответствующим портам платы коммутатора, их MAC-адреса автоматически заносятся в таблицу коммутации. Чтобы убедиться в этом, нужно открыть файл "show", расположенный в директории /proc/basis/hash_tables/mac (о взаимодействии платы с файловой системой Linux подробно указано в «Quick Start»), см. рисунок 6.

Рисунок 6 - Файл "show"

При необходимости записи в таблицу можно добавить запись с помощью файла «add» вручную. А удалить - с помощью файла «delete». Теперь можно открыть командную строку на одном компьютере и «запинговать» другой (рисунок 7).

Рисунок 7 - Утилита "ping"

Чтобы узнать MAC-адреса компьютеров, можно ввести в командной строке:

ipconfig –all

Эти адреса можно сравнить с теми, что записались в MAC-таблицу коммутатора, и посмотреть, к какому порту подключён тот или иной ПК.

Режим управляемого коммутатора (0010)

Настройку платы необходимо опять выполнить внимательно, следуя «Quick Start». Теперь выставлен режим управляемого коммутатора (0010). В нём не требуется HOST-процессор, а инициализация и настройка микросхемы коммутатора осуществляются с помощью МК 1986ВЕ92QI, установленного на плате. С помощью разъёма microUSB плата соединяется с компьютером, с которого будут отправляться команды для коммутатора. Эти команды отправляются на МК по UART, а тот в свою очередь осуществляет управление К1923КХ02GI по SPI.

Подключим несколько ПК по ethernet к плате. Для управления коммутатором один ПК необходимо подключить к плате по microUSB. Затем открыть любую программу-терминал (в данном случае использовалась программа Terminal v1.9b).

Рисунок 8 - Схема эксперимента (режим 0010)

Настройки соединения и список команд для терминала приведён в «Quick Start». При использовании программы Putty команды можно вводить в явном виде, в Terminal – необходимо после команды добавить «$0A».

help $0A



mac_table_add 1C:1B:0D:49:E2:09 1 0 7 0 $0A

mac_table_add 7C:D3:0A:32:3A:30 1 0 3 0 $0A

Затем проверим добавленные записи командой:

mac_table_show $0A



Рисунок 9 - Результат выполнения команды mac_table_show $0A

Теперь можно смело посылать ping с одного из компьютеров и наблюдать ожидаемый результат.

Режим неуправляемого коммутатора (0110)

Для включения режима неуправляемого коммутатора 0110 необходимо внести изменение в конфигурацию платы – на переключателе SA2 выставить соответствующий режим (0110). после этого плату нужно соединить с компьютерами (например, как показано на рисунке 10) и подать питание. Микросхема начинает работать как HUB, при этом скорость обмена задана 1 Гбит/c .

Рисунок 10 - Схема эксперимента (режим 0110)

В неуправляемом режиме с помощью К1923КХ02GI микроконтроллер настраивает Ethernet PHY трансиверы. Поскольку в этом режиме скорость строго должна быть равна 1 Гбит/с, то в настройках сетевых карт компьютеров необходимо убедиться, что выставлена именно эта скорость или режим Автосогласования (рисунки 11 и 12).
Рисунок 11 - Задание настроек сетевых карт
Рисунок 12 - Задание настроек сетевых карт
Теперь можно «пинговать» компьютеры.
Сохранить статью в PDF