基于W3150A+的虚拟仪器通用以太网接口设计

　　2 以太网接口的硬件设计

　　本接口的硬件设计主要包括FPGA与W3150A+的接口设计，物理层芯片RTL8201与W3150A+的接口设计以及时钟模块和电源模块的设计。其硬件设计框图如图2所示。

　　2.1 W3150A+与FPGA的接口设计

　　随着半导体技术的飞速发展，FPGA(Field Programmable Gate Array)的计算能力、容量以及可靠性有了很大的提高。它正以高度灵活的用户现场编程功能、反复可改写功能、高可靠性等优点，成为数字电路、数字信号处理等领域的新宠。

　　考虑到成本、实用性以及功耗，本设计选用的FPGA芯片是Altera公司MAXII系列的EPM570GT100C4。MAXII系列器件是一种非易失性CPLD，采用0.18μm的制造工艺，并包含有240到2210个逻辑单元和8Kbits非易失性存储器，它相对于其他的CPLD可以提供快速、稳定、数量更多的I/O管脚。

　　W3150A+与微处理器芯片的接口方式有三种：直接总线接口模式、间接总线接口模式和SPI模式。其中直接总线接口模式适用于大数据量传输的情况;SPI模式的接口连线较少，适用于数据量不大，传输速率相对较低的情况;间接总线接口模式下的数据传输性能则介于它们两者

　　之间。本系统采用直接总线接口模式，以便最大限度地提高数据的传输速率。其具体的接口电路如图3所示。

　　2.2 物理层芯片与W3150A+的接口设计

　　RTL8201BL是一个单端口的物理层收发器，它只有一个MII/SNI(媒体独立接口/串行网络接口)接口。可用于实现全部的10/100M以太网物理层功能，包括物理层编码子层(PCS)、物理层介质连接设备(PMA)、双绞线物理媒介相关子层(TP～PMD)、10Base-Tx编解码和双绞线媒介访问单元(TPMAU)。PECL接口可支持连接一个外部的100Base-FX光纤收发器。这款芯片使用先进的CMOS工艺制作，可以满足低压低功耗的需求。

　　RTL8201BL与W3150A+可通过标准MII接口相连，其中引脚RX_CLK、RXDV、RXD[0：3]以及COL用于数据的接收，而TX_CLK、TXE、TXD[0：3]用于数据的发送。其具体的电路图如图4所示。