0 引言
在網(wǎng)絡技術(shù)應用日益普及的今天，許多數(shù)字設備需要網(wǎng)絡接口來進行網(wǎng)絡通信。本設計是以TI公司的TMS320C6722為核心的信息處理系統(tǒng)，為滿足大量數(shù)據(jù)的實時網(wǎng)絡交換，用ASIX公司的AX88796B擴展了網(wǎng)絡接口。在此主要論述了該網(wǎng)絡接口的設計與實現(xiàn)。
1 前言
美國TI公司的TMS320C6722是一款主要面向嵌入式應用的高性能32位DSP，它數(shù)據(jù)運算處理能力可達2 000 MIPS和1 500 FLOPS，具有豐富的片上資源，目前已經(jīng)被廣泛應用在各種數(shù)字應用中。AX88796B是由臺灣ASIX公司推出的一款與NE2000兼容的快速以太網(wǎng)控制器，其內(nèi)部集成10／100M自適應的介質(zhì)訪問層MAC和物理層收發(fā)器PHY以及8K×16b的SRAM，SK支持8位、16位的通用CPU總線類型，執(zhí)行基于IEEE802.3／IE-EE80.3u局域網(wǎng)標準的以太網(wǎng)控制功能，并且提供發(fā)送隊列功能來增強標準NE2000的發(fā)送性能。該控制器采用64LQFP封裝，僅占用9 mm×9mm的印制板面積，分析其性能可以滿足系統(tǒng)需要。
2 系統(tǒng)硬件設計
(1)AX88796B的硬件結(jié)構(gòu)。AX88796B芯片內(nèi)部集成了8／16位CPU接口、串行E2PROM接口、8 K×16 b的SRAM、包緩存管理、MAC、PHY、以及電源和時鐘等部件。DSP通過讀寫NE2000寄存器來控制AX88796B的工作狀態(tài)，通過DMA方式與AX88796B的內(nèi)部緩存SRAM進行數(shù)據(jù)交換。芯片自動在SRAM與MAC核之間進行數(shù)據(jù)發(fā)送接收，再經(jīng)由內(nèi)部的PHY層發(fā)送至RJ45接口。串行 E2PROM接口可以用來連接串行EEPROM，用于存儲MAC地址，供AX88796B每次初始化時讀取。AX88796B芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。
(2)系統(tǒng)硬件連接。主控制單元TMS320C6722B與網(wǎng)絡芯片AX88796B的連接方式如圖2所示。TMS320C6722B內(nèi)部為32 b的總線結(jié)構(gòu)，對外擴展EMIF為16 b的寬度，采用異步總線方式可以直接與網(wǎng)絡芯片無縫連接。片選的連接，用EM_CS2連接到網(wǎng)絡的CS，使AX88796B工作在186_l-ike模式，在配置引腳EECK接上拉電阻。本設計沒有連接EEPROM，所有對AX88796B的配置均由TMS320C6722B在初始化時寫入。
3 系統(tǒng)的軟件設計
AX88796B的網(wǎng)絡驅(qū)動程序是TMS320C6722和AX88796B硬件的接口，因此編寫網(wǎng)絡驅(qū)動程序模塊應滿足的主要功能有：AX88796B的初始化、報文的接收、報文的發(fā)送；
(1)初始化。在AX88796B的初始化過程中除了完成對相關寄存器的定義與賦值外，還要完成對接收緩沖環(huán)的構(gòu)造。對TMS320C6722B，要完成對應EMIF的設置和中斷的初始化。與網(wǎng)卡有關的初始化如下：
(2)報文的接收。判斷AX88796B是否接收到新的數(shù)據(jù)包有2種方式：輪循和中斷。單片機用輪循方式較多。由于TMS320C6722在此還要進行其他處理，為了提高DSP性能和實時性要求，這里采用中斷方式。當網(wǎng)卡接收到新數(shù)據(jù)包時進入中斷，首先判斷cpr是否等于bnry，若相等，則表示接收緩沖區(qū)已被存滿，則停止接收數(shù)據(jù)包，而不會覆蓋舊的數(shù)據(jù)；若不等，則將接收緩沖區(qū)中待讀取的數(shù)據(jù)包的起始地址寫入rsar[0，1]寄存器，數(shù)據(jù)包的開始4字節(jié)寫入rbcr[O，1]寄存器，并啟動遠端DMA讀命令，通過讀取4個信息字節(jié)得到待讀取數(shù)據(jù)包的長度、接收狀態(tài)和下一個將被讀的頁的指針信息。然后通過遠端DMA讀命令，將數(shù)據(jù)包從網(wǎng)卡sram中讀入TMS320C6722內(nèi)存中，并更新讀頁指針寄存器bnr-y，DSP每從網(wǎng)卡內(nèi)存中讀走一頁數(shù)據(jù)，bnry便加一，這需要通過程序?qū)崿F(xiàn)。網(wǎng)卡通過cpr將接收到的數(shù)據(jù)包寫入接收緩沖區(qū)，每寫完一頁，cpr將自動加一，當加到最后的空頁(這里是 pstop="0x80")時，cpr將自動恢復為接收緩沖區(qū)的首頁(pstart=Ox4c)。網(wǎng)卡接收關鍵性代碼如下：
(3)報文的發(fā)送。報文的發(fā)送過程就是調(diào)用寫網(wǎng)卡函數(shù)，將報文發(fā)送到網(wǎng)卡的內(nèi)存中去。然后將AX88796B的控制寄存器(CR)的發(fā)送位 TXP(transmit packet)位置1，即將報文發(fā)送。DSP通過遠端dma通道將網(wǎng)卡發(fā)送緩沖區(qū)的起始地址和要發(fā)送的字節(jié)數(shù)分別寫入rsar[O，1]和 rbcr[0，1]，然后啟動遠端dma寫命令即可將數(shù)據(jù)包寫入網(wǎng)卡內(nèi)存，此后將字節(jié)數(shù)寫入tber[O，1]寄存器，啟動發(fā)送命令就可將數(shù)據(jù)包發(fā)送到網(wǎng)絡上。網(wǎng)卡發(fā)送的關鍵代碼如下：
4 結(jié)語
在如上所述的底層硬件和軟件設計基礎上，完成了UDP和TCP／IP協(xié)議棧的軟件，系統(tǒng)主要使用這2個協(xié)議進行網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸。長期的系統(tǒng)在線驗證證明，在 TMS320C6722上擴展的網(wǎng)絡接口AX88796B，傳輸可靠，性能穩(wěn)定，在100 Mb／s的速度，負荷超過90％的情況下，沒有丟包和錯包出現(xiàn)?？梢?，對這種只有異步總線，又需要網(wǎng)絡大數(shù)據(jù)量傳輸?shù)膽?，該設計是可行的。