基于以太網(wǎng)的嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接口卡的設(shè)計
基于以太網(wǎng)的嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接口卡的設(shè)計
華中師范大學(xué)電信系 何軒,夏應(yīng)清 ,湖北經(jīng)濟(jì)學(xué)院計科系 李祥
摘要： 介紹了以10M/100M自適應(yīng)以太網(wǎng)控制器和DSP為基礎(chǔ)的嵌入式系統(tǒng)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)接口卡(NIC) 的接口電路及軟硬件實現(xiàn)方法。
關(guān)鍵詞: 嵌入式系統(tǒng) NIC; 網(wǎng)絡(luò)接口卡;LAN91C111
引言
當(dāng)今社會己經(jīng)進(jìn)入數(shù)字信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高速發(fā)展的后PC時代,嵌入式系統(tǒng)己經(jīng)廣泛滲透到科學(xué)研究、工程設(shè)計、軍事技術(shù)、各類產(chǎn)業(yè)和商業(yè)文化藝術(shù)、娛樂業(yè)以及人們的日常生活等方方面面。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用,各種家電設(shè)備、PDA、儀器儀表、工業(yè)生產(chǎn)中數(shù)據(jù)的采集與控制等設(shè)備正在逐漸走向網(wǎng)絡(luò)化,以共享互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中龐大的信息資源。嵌入式設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化開發(fā)有著廣闊的前景。
本文以SMSC公司的LAN91C111嵌入式以太網(wǎng)控制器為基礎(chǔ),介紹嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接口卡(NIC)的軟硬件設(shè)計。
LAN91C111芯片介紹
LAN91C111是SMSC公司生產(chǎn)的專門用于嵌入式產(chǎn)品的10M/100M第三代快速以太網(wǎng)控制器。其優(yōu)良的性能、低功耗及小尺寸,使LAN91C111逐漸成為嵌入式NIC中的主流產(chǎn)品,其主要性能為：
·支持IEEE 802.3(ANSI8802-3)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)
·自適應(yīng)地選擇傳輸速率,支持10M/100Mbps
·充分支持全雙工交換式以太網(wǎng),具有睡眠模式
·8KB內(nèi)部存儲器用作接受發(fā)送的FIFO緩存
·提前發(fā)送和接受功能
·硬件MMU
·通過串行EEPROM選擇性配置□
·全雙工傳輸模式
·可連接同軸電纜和雙絞線,支持100Base-Tx/10Base-T,并可自動檢測所連介質(zhì)
·低功耗的CMOS設(shè)計。
一個IEEE 802.3數(shù)據(jù)幀由以下幾部分組成: 前導(dǎo)位(Preamle)、幀起始位(SFD)、目的地址(destination)、源地址(source)、數(shù)據(jù)長度(1ength)、數(shù)據(jù)((data)、幀校驗字(FCS)。如圖1所示,數(shù)據(jù)的數(shù)量范圍46B ~1500B。如一組要傳送的數(shù)據(jù)為46B,就用零補足;超過1500B時,需要拆成多個幀傳送。前導(dǎo)位、幀起始位和幀校驗字僅供控制器本身用,主處理器收到的數(shù)據(jù)幀的組成依次包括：接收狀態(tài)((1 B)、下一幀的頁地址指針 (1 B)、目的地址(6B),源地址(6B)、數(shù)據(jù)長度/幀類型(2B)、數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)長度/幀類型的值小于或等于1500B時,表示數(shù)據(jù)幀的長度;反之,表示數(shù)據(jù)幀的類型。如值依次為x08, 0x00,表示數(shù)據(jù)為IP包;值依次為0x08, 0x06,表示數(shù)據(jù)為ARP包。
