基于SEP3203的嵌入式以太网口的设计

　　网络接口模块和SEP3203微处理器的连接线比较简单，在PCB板上布线比较规则。网络接口芯片RTL8019的实际电路连接图见参考文献[3]。网口选用了内置变压及指示灯的RJ45网络接口，实际电路图如图3[4]所示， 对比SEP3203微处理器的SRAM接口协议，由于总线没有等待信号，所以没有使用IOCHRDY信号。由于SEP3203微处理器总线的最低数据位宽是16位，所以IOCS16B固定置于16位方式。

5　软件平台Nucleus

　　综合考虑各个因素，我们选择了嵌入式实时操作系统Nucleus。Nucleus PLUS是美国著名RTOS厂商(ATI)(Accelerated  Technology Inc)公司为实时嵌入式应用而设计的一个抢先式多任务操作系统内核，其95％的代码是用ANSI C写成的，非常便于移植并支持大多数类型的处理器。Nucleus PLUS是一组C函数库，下载到目标板的RAM中或直接烧录到到目标板的ROM中执行。在典型的目标环境中，Nucleus PLUS核心代码一般不超过20K字节大小，内核规模非常小。Nucleus PLUS除提供功能强大的内核操作系统外，还提供种类丰富的功能模块。例如用于通讯系统的局域和广域网络模块，支持图形应用的实时化Windows模块，支持nternet网的WEB产品模块，工控机实时BIOS模块，图形化用户接口，以及应用软件性能分析模块等，用户可以根据自己的应用来选择不同的应用模块。

6  网络接口通信的设计

　　网络接口的硬件将网络上传送来的数据送入系统内存中，并通知操作系统有网络数据到达。通常，网络接口使用中断机制来完成这一任务，一个中断时处理器将正常的处理挂起，跳转到设备驱动程序的代码段执行。此时，由设备驱动程序管理所有细节。设备驱动软件通知协议栈已经有一个分组到达，并要求进行相应的处理。当设备驱动软件完成这些繁琐的处理工作后，他将从中断返回，处理器继续从中断发生处往下执行。在本协议栈中，设备驱动程序对上层应用屏蔽了接收和发送的细节。用户只需要调用相应的套接字即可以完成数据的接收和发送。比如用户要使用非阻塞方式接收和发送数据，可以使用Select()，在Select 的timeout 参数选择NO_PREEMPT，即可以非阻塞方式接收发送。在本TCP/IP 实现中，协议栈初始化是依靠调用NETI_Init（）完成的。NETI_Init()完成两个工作，首先是对网络协议栈的初始化[5]， 然后就对系统所使用的网络设备进行初始化。

　　网络接口通信模块的流程图如图4[1]所示。

图4　网络接口通信流程图

　　流程说明：①程序由Main()函数开始，调用taskmain()。②taskmain()调用sys_ini()对系统初始化，调hardware_ini()对硬件初始化；调用vcre_tsk()创建了6个任务,调用stak_tske()将部分任务放入就绪队列，调用sys_sta()启动系统。③通过系统调度开启任务demo_main。④函数demo_main()调用ne2000_task()开始测试过程。⑤ne2000_task()的主要功能是：调用Neti_Init()对网络设备进行初始化；调用Nu_add_Route()将缺省网关、子网掩码、目标ip添加进路由表；调用Nu_socket()创建一个sockets；建立sever端的地址信息数据结构；调用 Nu_connect()向sever发送建立连接的请求，若sever返回确认则连接成功；调用Nu_send()/Nu_receive()发送/接收数据；传输完毕调用Nu_close_socket关闭socket连接，并调用Nu_sleep()挂起n个周期。

7　系统测试

　　在PC端运行串口调试助手，该软件可从网上免费获得，软件运行后根据实际运行环境进行设置。经测试，模块转发数据正常。

8  结论与展望

　　串口由于其易用性、可靠性及相对于工控设备而言足够高的通信能力而长盛不衰，而串口设备实现远程控制及数据共享也是大势所趋。因此，串口以太网转换器的开发是有现实意义和社会经济价值的。本课题的目的是实现串行接口的仪器接入网络使得仪器的使用网络化。为此本课题介绍了该转换器以太网口的硬件设计和软件编程实现，并且设计了整机。

　　因为微处理器对于各种电器设备有良好的接入和控制能力，所以我们实现了微处理器的网络接入功能后，就在电器的硬件设备和网络之间建起了一道桥梁，通过它可以实现对各种实时信号仪器仪表家用设施等目标的远程监视。在宏观上，对各种设备统一管理实现人与系统的和谐的交互，这必将大大提高工作效率，改善工作环境提升人们的生产生活水平。

　　本文作者创新点：①本系统采用ARM作为该系统的核心处理器，替代过去低档CPU,嵌入式实时操作系统可移植到该系统硬件平台。②本转换器提供RS232/RS485口到TCP/IP以太网口协议双向转换传输，变传统的串口通讯为网络通讯，实现串口设备的快速联网。采用透明传输方式，用户不用了解复杂的TCP/IP 协议，甚至不用更改程序即可实现原有串口设备的网络连接。

参　考　文　献

[1]时龙兴,凌明,王学香,钟锐.嵌入式系统――基于SEP3203微处理器的应用开发[M].北京:电子工业出版社,2006.

[2]徐金波.基于SEP3203微处理器的信息终端的应用研究.[硕士学位论文].东南大学.2006.

[3]REALTEK SEMI-CONDUCTOR CO, LTD.. Full-Duplex Ethernet Controller RTL8019AS Publication release date: August 20,2000

[4] http://www.prochip.com.cn/manage/file/GD01DataSheet .pdf

[5]吕昌泰,罗永刚.嵌入式以太网接口的研究与设计.微计算机信息[J].2006(8-2):68-70.