基于ENC424J600的以太網(wǎng)與串行接口轉(zhuǎn)換技術(shù)

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
軟件的設(shè)計(jì)主要是移植LwIP協(xié)議棧，添加各串行通信接口的初始化程序，編寫網(wǎng)絡(luò)控制器底層驅(qū)動(dòng)，編寫上層應(yīng)用程序。
3．1 網(wǎng)絡(luò)控制器底層驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)過程
網(wǎng)絡(luò)控制器底層驅(qū)動(dòng)初始化程序放在low_level_init函數(shù)中，整個(gè)過程為：初始化SPI1接口，對(duì)網(wǎng)絡(luò)控制器進(jìn)行系統(tǒng)復(fù)位；設(shè)置發(fā)送、接收緩沖區(qū)指針；初始化PHY層為100 Mbase全雙工模式，使能接收中斷。網(wǎng)絡(luò)控制器底層發(fā)送程序放在low_level_output函數(shù)中，整個(gè)過程為：將以太網(wǎng)包拷貝至SRAM buffer，設(shè)置發(fā)送起始地址；發(fā)送幀長，置高TXRTS位使能發(fā)送，直到TXRTS被硬件清零才能進(jìn)行第二次發(fā)送。網(wǎng)絡(luò)控制器接收程序放在low_level_input函數(shù)中，當(dāng)接收中斷發(fā)生時(shí)系統(tǒng)通過上層應(yīng)用程序調(diào)用low_level_input函數(shù)。該函數(shù)主要內(nèi)容為：讀取PKTIF位以確定是否有以太網(wǎng)幀等待接收；設(shè)置接收指針地址，讀取該幀的前8個(gè)字節(jié)，其中前兩個(gè)字節(jié)為下一幀接收地址，第3、4個(gè)字節(jié)為這一幀的長度，申請(qǐng)當(dāng)前幀長的緩沖區(qū)，將接收數(shù)據(jù)讀入緩沖區(qū)，置高PKTDEC為下一幀接收做準(zhǔn)備。
3．2 LwIP協(xié)議棧分析
LwIP協(xié)議?？梢栽跓o操作系統(tǒng)的軟件平臺(tái)下移植，LwIP實(shí)現(xiàn)的重點(diǎn)是在保持TCP／IP協(xié)議主要功能的基礎(chǔ)上減少對(duì)RAM的占用，因此它也適合在中低端的嵌入式系統(tǒng)中應(yīng)用。LwIP主要是完成IP層和TCP／UDP數(shù)據(jù)傳輸層的任務(wù)，它與底層網(wǎng)絡(luò)控制器的接口主要體現(xiàn)在etherneti f．c函數(shù)中。在以太網(wǎng)幀的接收過程中以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包通過底層接收程序傳至IP層，IP層判斷是TCP數(shù)據(jù)包還是UDP數(shù)據(jù)包，送至相應(yīng)數(shù)據(jù)傳輸層處理，數(shù)據(jù)傳輸層再將收到的數(shù)據(jù)傳至用戶應(yīng)用程序。在以太網(wǎng)幀的發(fā)送過程中，用戶程序選擇是通過UDP還是TCP發(fā)送數(shù)據(jù)包，將數(shù)據(jù)包送至相應(yīng)的傳輸層，再傳至IP層，IP層再將數(shù)據(jù)傳至底層，發(fā)送程序?qū)?shù)據(jù)發(fā)送出去。
3．3 系統(tǒng)軟件流程
系統(tǒng)軟件流程如圖5所示。

軟件主要完成初始化、等待接收以太網(wǎng)幀、通過串行接口將數(shù)據(jù)幀發(fā)送出去的任務(wù)。初始化包括創(chuàng)建netif網(wǎng)絡(luò)接口、SPI1接口、網(wǎng)絡(luò)控制器的PHY層、MAC層，使能接收中斷、初始化TCP服務(wù)器端。初始化完成后，等待上位機(jī)軟件TCP的客戶端與底層軟件的TCP服務(wù)器端建立連接。連接建立后整個(gè)系統(tǒng)就循環(huán)等待接收TCP客戶端發(fā)送的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀，當(dāng)有以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀到達(dá)時(shí)，產(chǎn)生接收中斷，接收到的數(shù)據(jù)幀從PHY層傳到MAC層，再傳到IP層，最終傳到TCP層進(jìn)行數(shù)據(jù)接收處理。應(yīng)用程序收到處理過的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀，處理相應(yīng)的數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)傳遞的信息通過SPI2或CAN總線串行通信接口將信息發(fā)送出去，以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制功能。