基于μCOS-II的VG2以太網(wǎng)和USB接口設(shè)計(jì)

　　近幾年來，隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，TCP/IP協(xié)議已成為應(yīng)用最廣泛的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)協(xié)議。USB(通用串行總線)以靈活、方便、通信穩(wěn)定、成本低廉、即插即用等優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)成為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與交換的通用接口。

　　ADChips公司的32位多媒體微處理器VIRgineG2(簡(jiǎn)稱VG2)具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)、圖像和音頻處理功能，而且能夠直接輸出NTSC／PAL制式模擬信號(hào)。VG2只提供了一路32位的I／O接口和兩路串行通訊接口，因此需要對(duì)VG2擴(kuò)展TCP／IP接口和USB接口，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)／近程數(shù)據(jù)的交互和大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

　　本文采用Realtek公司的RTL8019AS芯片對(duì)VG2進(jìn)行以太網(wǎng)接口擴(kuò)展，通過TCP／IP協(xié)議規(guī)范及LwIP實(shí)現(xiàn)VG2的TCP/IP協(xié)議棧。同時(shí)采用Philips公司的ISP1161芯片實(shí)現(xiàn)VG2的USB主／從控制接口擴(kuò)展。

2 VG2的以太網(wǎng)和USB硬件接口設(shè)計(jì)

2．1芯片簡(jiǎn)介

　　VG2內(nèi)嵌16／32位(EISCSE3208)多媒體微控制器，內(nèi)含2路4 KB的Cache、2D圖像加速器，32通道的8／16位音頻處理器以及DAC、DRAM，控制器、DMA、定時(shí)器、雙串口等多種外設(shè)。還具有8個(gè)外部片選信號(hào)(PCS0#一PCS7#)和27個(gè)中斷源，其中包括8個(gè)外部中斷(IRQ0～I(xiàn)RQ7)?；?D的2D圖形加速器支持NTSC／PAL制式電視顯示。

　　RTL8019AS是Realtek公司生產(chǎn)的以太網(wǎng)接口控制器，符合NE2000標(biāo)準(zhǔn)，遵循IEEE802．3協(xié)議。支持8位、16位的數(shù)據(jù)總線，有即插即用、跳線和免跳線三種工作方式。RTL8019AS內(nèi)置16 KB RAM，用作收發(fā)緩沖以降低對(duì)主處理器的請(qǐng)求頻率。內(nèi)部還有遠(yuǎn)程DMA通道和本地DMA通道。

　　ISP1161是Philips公司生產(chǎn)的通用串行總線(USB)主機(jī)控制器(HC)和設(shè)備控制器(DC)，遵循USB 1．1，支持全速(12 Mbit／s)及低速(1．5 Mbit／s，)兩種數(shù)據(jù)傳輸模式。兩個(gè)USB控制器在使用中共用一個(gè)微處理器總線接口，但I(xiàn)／O地址不同，并有各自的中斷請(qǐng)求輸出引腳和獨(dú)立的DMA通道。ISP1161提供兩個(gè)下行端口和一個(gè)上行端口．每一個(gè)下行端口都有一個(gè)過流(OC)檢測(cè)輸入引腳及電源開關(guān)控制輸出端，上行端口也有自身的VBUS檢測(cè)輸入端。另外還提供了單獨(dú)的喚醒輸入端和掛起輸出端。HC的下行端口能與USB兼容設(shè)備及具有USB上行端口的USB集線器連接。

2．2 VG2的TCP／IP和USB接口設(shè)計(jì)

2．2．1硬件設(shè)計(jì)

　　以太網(wǎng)接口設(shè)計(jì)中。VG2的PCS6和IRQ6分別作為RTL8019AS的片選信號(hào)和中斷信號(hào)。RTL8019AS其他引腳連接方式為：JP接高電平，設(shè)置RTL8019AS工作在跳線方式下；IOS3～I(xiàn)OS0接低電平，設(shè)置其I／O基地址Ox300，這樣RTL8019AS只對(duì)地址為0x300～0x31F的信號(hào)產(chǎn)生響應(yīng)；IRQS2～I(xiàn)RQS0接低電平，INT0被選中作為中斷請(qǐng)求的輸出；PL1、PL0接低電平，設(shè)置具有自動(dòng)檢測(cè)接口類型的功能。

　　當(dāng)PCS6有效時(shí)，VG2為RTL8019AS映射從0x0160 0000開始的1 MB內(nèi)存，SA8和SA9位為高電平，對(duì)應(yīng)于RTL8019AS的地址線信號(hào)為0000 0000 0011 000X XXXX，I／O基址設(shè)置為0x300。這樣通過地址的低5位就可以讀取RTL8019AS內(nèi)部的32個(gè)寄存器。對(duì)VG2控制映射RTL8019AS內(nèi)部寄存器地址為0x0160 0000+相應(yīng)的偏移地址(0x00～Ox1F)。
2．2．2 USB接口設(shè)計(jì)

　　VG2采用PCS7和IRQ7分別作為ISP1161的片選信號(hào)和中斷信號(hào)，ISP1161采用I／O通信的方式。

　　ISP1161寄存器是一個(gè)指令-數(shù)據(jù)雙重結(jié)構(gòu)寄存器。一個(gè)完整的寄存器訪問周期首先為指令階段，然后為數(shù)據(jù)階段。指令(也可以理解為寄存器的指針)指向ISP1161的下一個(gè)將被訪問的寄存器。一個(gè)指令為8位長(zhǎng)，在一個(gè)微處理器的16位數(shù)據(jù)總線上，指令占用低字節(jié)，高字節(jié)被填充為0。微處理器先向指令端口寫入一個(gè)指令代碼．然后從數(shù)據(jù)端口讀／寫數(shù)據(jù)字。

當(dāng)PCS7有效時(shí)，VG2為ISP1161映射從0x1700 0000開始的1 MB內(nèi)存。ISP1161主機(jī)控制器的數(shù)據(jù)和命令地址分別是Ox0170 0000和Ox0170 0002，設(shè)備控制器的數(shù)據(jù)和命令地址分別是0x0170 0004和0x0170 0006。