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嵌入式系统以太网接口的设计

作者:时间:2009-03-26来源:网络收藏

目前,(Ethernet)协议已经非常广泛地应用于各种计算机网络,如办公局域网、工业控制网络、因特网等场合,并且还在不断地发展。基于的新技术和联网设备不断出现,已经成为事实上最常用的网络标准之一。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/152560.htm

但是,基于以太网的目前并不是很多。其原因除了本身运行速度较慢、资源较少且不足以实现以太网的各种协议外,更重要是以太网的及协议相对比较复杂,使人望而却步。

本文将介绍以8051系列为例的系统与10Mbps以太网控制器芯片DM9008的电路实现及编程方法。

1 以太网控制器DM9008简介

DM9008是台湾DAVICOM公司生产的基于ISA总线的10M超级以太网控制器芯片。它集成了介质访问控制子层(MAC)和物理层的功能,可以方便地基于ISA总线的系统,也可以比较简单地与通用进行

主要特点如下:

・实现IEEE 802.3协议、10BASE-T、10BASE2和10BASE5的单芯片解决方案;

・集成ISA总线接口、8K×16 SRAM、介质访问控制(MAC)、编解码器(ENDEC)和10BASE-T收发器;

・与NOVELL NE2000软件兼容;

・可选8根中断申请线;

・自动极性检测和纠正;

・可选8、16位模式;

・外部可编程EEPROM;

・单5V电源低功耗CMOS;

・100脚PQFP封装。

由于该芯片功能较强,配置有较多的引脚,但在与一般接口时只需要用到其中的一部分即可完成常用的功能。

2 与8051单片机系统的接口电路

下面介绍国内最常用的8051系列单片机与DM9008的接口电路,实现的网络接口采用无屏蔽双绞线(UTP)RJ-45接口。

图1给出了8051单片机系统与DM9008网络控制器的接口电路框图。8051单片机系统所提供的接口信号线为:P0口的8位数据总线D0~D7、5根经过锁存的地址线A0~A4、读信号线RD、写信号线WR、经过译码产生的片选线CS1和经过反相后高电平有效地中断请求线INT。这些信号线分别与DM9008的数据线低8位SD0~SD7、地址线低5位SA0~SA4、I/O读信号线IOR、I/O写信号线IOW、地址使能线AEN和8根中断请求线中的一根IRQ12相连。

DM9008的复位线RST与8051单片机的复位线同为高电平有效,故在系统上电时同时复位。时钟电路只需外接1个20MHz的晶振及2个电容即可。

DM9008有16根数据线,与8051单片机接口,只需用到低8位数据线,其它高8位数据线不用,IO16接高电平或浮空,MD6/SLOT接地。地址线有SA0~SA19共20根,只用到低5位SA0~SA4与单片机相连,SA5~SA7接地、SA8~SA9接高电平,其它高地址位全部接地。这样对于DM9008内部来说,I/O的基地址为300H。另外BALE、SYSCLK接地,SMEMR、MEMW、MEMR浮空。DM9008有8根中断请求线,可以选1根与8051系统的中断线相连,其它7根线均浮空,所选线在EEPROM 93C46中指定。

EEPROM 93C46是一个采用4线SPI串行接口的电可擦除存储器,容量为64×16位(即128个字节),主要保存DM9008的配置信息,如网络硬件地址、I/O基地址、中断线选择等配置寄存器内容,在DM9008复位后读取93C46的内容并设置内部配置寄存器的值。如果93C46中内容不正确,DM9008就无法正常工作。所以通常先通过编程器把配置数据写入93C46,再把它焊在电路板上。DM9008通过EECS、EEDI、EEDO、EECK与93C46相连。

由于本设计只使用10BASE-T,即采用无屏蔽双绞线的RJ45接口,而DM9008已内置了10BASE-T的收发器,故接口部分电路比较简单,只需要外接1个隔离滤波器LAN7236即可。TPTX+、TPTX-为发送线,TPRX+、TPRX-为接收线,经隔离后的4根线与RJ45接口相连。

对于其它型号的单片机,如16位单片机80C196KC等,其接口电路只需稍作修改即可改为16位数据总线方式。

3 软件设计

DM9008的编程包括初始化、发送、接收三部分功能。在接收和发送数据以前要进行必需的检测和初始化。DM9008的初始化主要是设置所需的寄存器状态,建立网络接口收发的条件。

网络接口通过2个DMA操作来完成数据的接收和发送。本地DMA完成DM9008与其内部FIFO队列之间的数据传送,远程DMA完成DM9008与CPU之间的数据传送。 linux操作系统文章专题:linux操作系统详解(linux不再难懂)

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