交换芯片在智能电网录波及网络记录装置中的应用
智能变电站改变了数据采集的方式，一次设备集成的采集器负责数据采样，然后通过光以太网将采样数据以网络报文的形式发送给二次设备。二次设备需要多个网口接收采样数据报文，尤其是集中式录波装置和网络记录装置一般需要8个左右的光以太网采集口，而在goose报文点对点接入方式下需要的光以太网就更多了。以往嵌入式cpu没有这么多网口，于是采用交换芯片扩展以太网接口就成为首选方案。
1设计方案及平台介绍 1.1设计平台基础
硬件采用powerpc为核心，主频为800 mhz，支持两个rgmii接口；软件采用嵌入式linux，内核版本为2.6. 25.
1.2设计方案
系统硬件以powerpc cpu为核心，外围模块包括内存、sata硬盘、led指示灯、norflash、扩展网口的交换模块、jtag调试口、串口控制台、独立的千兆以太网口。
系统框图如图1所示。主要功能如下：
①其中大容量内存用于linux系统及应用程序运行，以及网络报文数据和录波数据缓冲；
②sata硬盘用于报文数据和录波数据记录存储、linux根文件系统存储；
③led指示灯用于指示程序运行状态；
④nor flash用于linux内核和u-boot存储；
⑤交换模块对外负责接入8个百兆光以太网口，cpu通过rgmii数字接口相连，将8个百兆光以太网口采集的数据汇集到cpu；
⑥jtag调试口用于硬件调试；
⑦串口控制台，用于程序及驱动调试；
⑧独立的千兆以太网口负责和后台通信。
图1 系统框图
2基本驱动程序设计 交换芯片厂家提供交换芯片的驱动、sdk源码、例子，但是没有针对本平台的解决方案，基本驱动需要实现上层函数对交换芯片进行配置操作，实际网络驱动只需要把相应端口配置好，在linux设备树文件中定义好，就可以使用linux通用网络驱动进行网络通信。
2.1 mii_read/mii_write接口函数实现
mii_read/mii_write是上层函数对交换芯片配置操作的函数，通过rgmii硬件接口实现。在linux系统中对硬件操作不能有上层函数直接访问，需要通过驱动接口实现上层函数对底层硬件的访问，本方案通过设备属性文件的读写实现对底层硬件端口的配置读写。具体步骤如下：
①在内核层，利用linux的device_attr（），在文件系统中增加设备属性。内核代码需要修改的文件为gianfar_mii.c.
◆定义sysfs_reg_io函数实现硬件直接读写，本处文件读写传递参数为字符串，故需要相应转换。
◆绑定设备属性文件reg_io，对其读写实际执行的是sysfs_reg_io.
static device_attr（reg_io，s_iwusr | s_irusr，sysfs_reg_io，sysfs_reg_io）；
◆在int gfar_mdio_probe（struct devrice*dev）添力口以下代码中的实现设备属性文件到系统。
dev_set_drvdata（dev，new_bus）；
device_create_file（dev，
②在用户层需要修改mii_read/mii_write函数的具体实现，示例代码采用的是硬件直接访问，本处需要使用对reg_io文件的读写实现，注意传入参数需要和sysfs_reg_io函数的处理一致。具体修改哪个文件，在不破坏sdk接口的情况下查找相应函数名修改，修改后代码如下：
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③led指示灯用于指示程序运行状态；
④nor flash用于linux内核和u-boot存储；
⑤交换模块对外负责接入8个百兆光以太网口，cpu通过rgmii数字接口相连，将8个百兆光以太网口采集的数据汇集到cpu；
⑥jtag调试口用于硬件调试；
⑦串口控制台，用于程序及驱动调试；
⑧独立的千兆以太网口负责和后台通信。
图1 系统框图
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mii_read/mii_write是上层函数对交换芯片配置操作的函数，通过rgmii硬件接口实现。在linux系统中对硬件操作不能有上层函数直接访问，需要通过驱动接口实现上层函数对底层硬件的访问，本方案通过设备属性文件的读写实现对底层硬件端口的配置读写。具体步骤如下：
①在内核层，利用linux的device_attr（），在文件系统中增加设备属性。内核代码需要修改的文件为gianfar_mii.c.
◆定义sysfs_reg_io函数实现硬件直接读写，本处文件读写传递参数为字符串，故需要相应转换。
◆绑定设备属性文件reg_io，对其读写实际执行的是sysfs_reg_io.
static device_attr（reg_io，s_iwusr | s_irusr，sysfs_reg_io，sysfs_reg_io）；
◆在int gfar_mdio_probe（struct devrice*dev）添力口以下代码中的实现设备属性文件到系统。
dev_set_drvdata（dev，new_bus）；
device_create_file（dev，
②在用户层需要修改mii_read/mii_write函数的具体实现，示例代码采用的是硬件直接访问，本处需要使用对reg_io文件的读写实现，注意传入参数需要和sysfs_reg_io函数的处理一致。具体修改哪个文件，在不破坏sdk接口的情况下查找相应函数名修改，修改后代码如下：
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