基于DS80C410串口至以太網(wǎng)接口轉(zhuǎn)換器的實現(xiàn)

介質(zhì)無關(guān)接口（MII）：包括兩個基本模塊，即MII I/O模塊和MII管理模塊。MII I/O模塊提供獨立的發(fā)送和接收數(shù)據(jù)路徑和物理層網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信號輸入，MII管理模塊執(zhí)行2線串行通訊總線便于訪問物理層寄存器。

地址檢測模塊（Address Check）：監(jiān)控所有輸入數(shù)據(jù)包的目的地址，根據(jù)CPU配置的過濾標準決定是轉(zhuǎn)發(fā)還是丟棄。地址檢測結(jié)果和幀類型信號位一起由BCU存入數(shù)據(jù)包接收狀態(tài)字中。

發(fā)送/接收緩沖寄存器（Tx/Rx）：DS80C410用8KB內(nèi)部SRAM作為發(fā)送/接收數(shù)據(jù)包的緩沖寄存器，CPU可用MOVX指令訪問數(shù)據(jù)存儲器，BCU也可以訪問SRAM，在需要存儲或找回以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包信息時可自動讀/寫緩沖寄存器。

電源管理模塊(Power Management)：可以通過CPU設(shè)定為休眠模式，在不處理以太網(wǎng)通信時以便節(jié)省電源[1]。

2.2 LXT972ALC簡介

LXT972ALC是一個遵守快速以太網(wǎng)協(xié)議的接口收發(fā)芯片，支持10/100MAC的標準MII，它是物理層設(shè)備，完成參考模型中以IEEE802.3標準定義的物理編碼子層、物理媒體附加層和物理媒體獨立子層的功能。LXT972ALC設(shè)備實現(xiàn)了標準IEEE802.3定義的MII提供了從MAC到LXT972ALC數(shù)據(jù)傳輸?shù)莫毩⑼ǖ?。每一個通道都有各自的時鐘、數(shù)據(jù)總線和控制信號[3]。MAC每一次發(fā)送都使用先導模式，當LXT972ALC檢測到先導符時，它發(fā)送一個幀開始符，然后進行編碼和發(fā)送數(shù)據(jù)包的剩余部分，包含包數(shù)據(jù)和CRC。當包結(jié)束時，LXT972ALC發(fā)送包結(jié)束分解符，然后轉(zhuǎn)為發(fā)送空閑標識符。

2.3 轉(zhuǎn)換器的硬件連接

基于DS80C410串口至以太網(wǎng)接口轉(zhuǎn)換器的硬件連接如圖2所示。

串口采用MAX202實現(xiàn)TTL電平到RS232電平的轉(zhuǎn)換，通過RS232標準接口（DB9）接入外部串口設(shè)備。以太網(wǎng)收發(fā)器的輸出經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)變壓器的隔離接入RJ45通過5類雙絞線電纜連接10/100BASE-T以太網(wǎng)。

3 軟件部分

DS80C410 MCU內(nèi)部64KB的ROM程序中包含完全符合工業(yè)標準的完整的TCP/IP IPv4/v6 協(xié)議棧，搶占式調(diào)度程序和可以裝載應用程序的網(wǎng)絡(luò)引導程序、串口引導裝載程序。系統(tǒng)啟動時，ROM對單片機的串口0進行初始化，微控制器通過串口0和開發(fā)主機通信，向Flash寫入程序。應用程序使用Java來開發(fā)，借助軟件開發(fā)工具包TINI SDK在開發(fā)主機上完成，TINI SDK將DS80C410中的硬件部分虛擬成Java的類，通過調(diào)用相關(guān)的方法實現(xiàn)對硬件的操作。TINI SDK提供了Java程序的運行環(huán)境，在主機上開發(fā)Java應用程序經(jīng)過轉(zhuǎn)換，即可在目標系統(tǒng)上運行。以串口設(shè)備到以太網(wǎng)服務(wù)器數(shù)據(jù)流傳輸程序為例，包括串口到以太網(wǎng)主線程、維持線程，串口發(fā)送、串口接收子線程。各流程圖分別如圖3 、4、5、6所示：