ARM9200
DM9161
LAN 接口
以太网物理层 （PHY）芯片
网络编程
首先要确定采用哪种传输层协议（即TCP或UDP）。 然后，通过调用开发工具或Windows提供的传输层协 议的库函数（即TCP或UDP）。
【注】网络编程中，IP协议是由TCP或UDP协议调用 的，应用程序无法直接调用之。 因此，程序员必须熟悉TCP和UDP协议的工作原理 和特点，以及IP地址、端口号的概念。
RS232C标准采用25针连接器，在微型计算机通信中常使用 其中的9个引脚。
RS232C 25针接口
RS232C 9针接口
实际应用中，至少 需要使用3个引脚
RS232C 引脚功能
RS232C 连接器（9针）
RS232的特点
优点：价格低廉，通用性强，传统设备都有这种接口，大多数计算机 语言都支持这种接口，采用调制解调器可实现更远距离的通讯。 目前还在应用。
主要用于在设备连接时对设备进行枚举，以及其他因设备 而异的特定操作。
• Interrupt Transfer（中断传输）
用于对延迟要求严格、小量数据的可靠传输，如键盘、游 戏手柄等。
• Bulk Transfer（批量/块传输）
用于对延迟要求宽松，数据量很大的可靠传输，如U盘等。
• Isochronous Transfer（同步传输）
• GPIB接口模板实现方案 2
DSO
USB_Device接口 USB_Host 接口
ARM接口转换模块
SN75160 NAT9914 SN75162
GPIB 接口
ARM9200
DM9161
LAN 接口
USB接口简介
USB（ Universal Serial Bus，通用串行总线）目前有 四种规范：
软件接口：通常指API（Application Programming Interface，应用编程接口），用于程序员编 程调用的函数。
2、测试仪器常用的硬件接口
上世纪 60 年代，随着可程控仪器和自动 测试系统的出现，测试仪器与其他设备（如 计算机、仪器、打印机、存储设备等）的通 讯连接势在必行，这就需要使用接口。 常用的测试仪器接口有通用接口（如 RS232、USB、以太网接口等）和仪器专用接 口（如 GPIB）。
DSO
USB_Host接口
USB_Device 接口 USB-RS232接口 转换模块 RS232 接口
GPIB接口简介
GPIB （ General-Purpose Interface Bus ，通用接口 总线）出现于 20世纪70年代。仪器设备采用了标准化的 接口和总线，可以按堆积木的方式进行连接和扩展。
GPIB的另一个常用的称呼是IEEE-488。
GPIB 接口卡
GPIB 电缆
计算机 可程控仪器
可程控仪器
GPIB卡
可程控仪器
可程控仪器
可堆叠的 GPIB 测试系统
GPIB的特点 • 堆叠式总线连接，器件（Device）容量为15台，即除计算机
外可连接14台仪器。
• 数据传输方式为并行、双向、单端、异步传输。 • 需要寻址，采用5位地址编码，其中全1地址表示取消听或
讲功能，因此地址容量为31个。
• 总线的逻辑电平为TTL负逻辑。
• 数据传输速率一般为250～500KB/S。若采用三态门发送，
且电缆总长小于10米，则数据传输速率最高可达1MB/s。
• 器件按执行功能分为三类：
控者：即系统的指挥者和管理者，一般为计算机。 讲者：即控者退出控制后发出命令或数据的器件。
USB 1.0，传输速率1.5Mb/s，半双工通讯，主要用于 键盘、鼠标等低速设备； USB 1.1，传输速率12Mb/s，半双工通讯，目前称为 USB 2.0 Full Speed（全速版）；
USB 2.0 ，传输速率 480Mb/s ，半双工通讯，目前称 为USB 2.0 High Speed（高速版） ；
DSO主板 GPIB接口模板 SN75160 NAT9914 引出 连接口 DSP处理器 GPIB 控制器芯片 SN75162 GPIB接口 收发器芯片
BF-531
GPIB 接口
存在的问题：其中的 “引出连接口” 需要改动现有的DSO主板和模具。
DSO的GPIB接口实现
考虑到方案1 存在的问题，在不改动现有DSO结构的基础上， 与LAN接口板整合，我们在ARM接口转换板上实现GPIB接口。
以太网的工作特点
• 以太网为总线型网络，采用广播通信的方式。 • 数据传输方式为串行、差分、异步传输。 • 采用无连接的工作方式。 • 进行CRC差错检测。
• 数据帧不编号，不确认，不重传。
• 提供不可靠的传输服务，可靠性由高层实现。 • 发送数据为基带信号，并采用曼彻斯特编码。
TCP/IP体系结构中各层的数据发送过程
TCP/IP网络体系结构（五层）
应用层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
运行应用层协议，如 http、ftp、dns、smtp等 运行TCP或UDP协议 运行IP协议 网络接口层（视具体网络形式不同而不同）
由操作系 统实现 由网络接口 设备实现 （如网卡、 Modem等）
TCP/IP 协议体系由因特网体系结构委员会IAB制定， 由于较早地占领了市场，并得到了较好的商业驱动，应用 最为广泛，目前已成为事实上的国际标准。 以太网工作在数据链路层。
USB2.0(OTG) 接口芯片
以太网接口简介
早期的局域网（LAN）主流是令牌环网，后逐渐被以太网 所取代。如今，以太网已经是LAN的代名词。
1975年由Xerox公司研制成功一种基带总线局域网，并用 “Ether（以太）”来命名。
1982年由DEC、Intel、Xerox三家公司联合提出了10Mbps 以太网的正式标准 DIX Ethernet V2。 1983年由IEEE 802委员会制定了IEEE的10Mbps以太网标 准 802.3 。两个标准大同小异。
• 需要寻址，由主机（Host）在枚举过程中给设备（Device） 分配设备地址（1-127），地址0用于临时分配给刚刚接入的 USB设备。
所谓“枚举”，就是主机从设备读取相关信息，知道它是什么 样的设备，如何通讯，以及加载什么设备驱动程序。
USB的传输方式
• Control Transfer（控制传输）
DSO的LAN接口实现
考虑到方案1 存在的问题，为减小开发难度，我们采用ARM 处理器，并运行嵌入式Linux操作系统来实现DSO的网络接口功能。
• LAN接口模板实现方案 2
DSO
USB_Device接口 USB_Host 接口
ARM接口转换模块
SN75160 NAT9914 SN75162
GPIB 接口
数字存储示波器接口 及上位机软件设计
一、接口
1、什么是接口
Interface 原意：两个物体的接触面，连接面。
引申含义：
硬件接口：连接两个设备的中间电路，用于二者的信号 传递，匹配二者的工作速度和信号电平。 用户界面：User Interface，指人与机器设备的交互方式， 如字符模式的CUI 和图形模式的GUI。
DSO的USB接口实现
• USB2.0（高速）Device接口的实现
DSO主板
BF-531
Cy68013
USB_Device 接口
DSP处理器
USB2.0(Device) 控制器芯片
DSO的USB接口实现
• USB2.0（全速）OTG接口的实现
DSO主板
BF-531
CH374
OTG接口
DSP处理器
物理层
比特流
TCP/IP体系结构中各层的数据接收过程
用户数据
应用层
应用层报文 TCP/UDP首部
源端口 目的端口 … 检验和 … 应用层报文
传输层
TCP报文段/UDP用户数据报 IP首部
… 首部检验和 源IP 目的IP … 传输层报文
网络层
IP数据报（分组） MAC帧首部
目的MAC 源MAC … IP分组 FCS
用户数据
应用层
应用层报文 TCP/UDP首部
源端口 目的端口 … 检验和 … 应用层报文
传输层
TCP报文段/UDP用户数据报 IP首部
… 首部检验和 源IP 目的IP … 传输层报文
网络层
IP数据报（分组） MAC帧首部
目的MAC 源MAC … IP分组 FCS
数据链路层
以太网MAC帧
帧定界码
以太网帧
以太网的接口设备——网卡
数据链路层和物理层的功能是由网卡实现的。
网卡上主要包含了处理控制芯片、ROM（固化了MAC协议等）和 SRAM（作为数据缓存区）。
网卡的功能包括曼彻斯特编码与解码、串行/并行转换、数据缓存、 数据帧的封装与解封以及执行以太网的MAC协议等功能。
以太网的地址——MAC地址
即以太网MAC层中区分每一个站点的标识符，也称为硬件地址或物 理地址。 802委员会规定MAC地址为一个48bit（6个字节）的全球唯一地址， 一般固化在网卡的ROM里。 MAC地址的格式如下图所示：
USB 3.0，传输速率5Gb/s，全双工通讯。
USB的特点
• 小巧，便携，支持热插拔。 • 总线供电，采用集线器（Hub）扩展方式，1个USB Hub可连 接4个USB设备（Device）。
• 数据传输方式为串行、双向、差分传输。
• 采用主从方式，即主机（Host）能够主动识别设备（Device）， Host端较复杂，Device端则相对简单。
RS232C接口简介
RS232C标准制定于 1969 年，最初是为了把计算机通 过调制解调器与电话网相连而设计的。因此， RS232C接口采用单端、串行、异步传输方式。 RS232C接口采用点对点通讯，无需寻址。 RS232C接口电平采用负逻辑，逻辑1为-3V～-15V， 逻辑0为+3～+15V 。 RS232C接口的传输速率度量单位是波特（Baud）， 需根据连接的设备和距离来选择相应的速率。 如：110、300、2400、4800、9600、19200、 38400、57600、115200等等。 【注】比特率 = 波特率×单个调制状态对应的二进制位数 在两相调制的情况下，比特率=波特率。