單芯片以太網(wǎng)連接解決方案

2004年11月A版

    飛思卡爾推出MC9S12NE64 16位單片機(jī)，為工業(yè)控制帶來(lái)經(jīng)濟(jì)可行的終端節(jié)點(diǎn)連接方案

    在一個(gè)星期一的凌晨5點(diǎn)，一座大型工業(yè)建筑的灌溉系統(tǒng)準(zhǔn)時(shí)開啟。正常情況下，建筑周圍的草地、花木和植被都會(huì)如饑似渴地享受著日出前的溫柔沐浴。但在今天，水卻是在徒勞無(wú)益地噴灑，因?yàn)樽罱囊淮伪┯曜屚寥赖玫搅顺浞值淖虧?rùn)。但噴灌裝置仍在肆意噴灑，每一滴水都會(huì)增加日益膨脹的水費(fèi)帳單。

    通過(guò)監(jiān)視土壤的濕度，并相應(yīng)地調(diào)節(jié)水量輸出，就可以完全避免這個(gè)問(wèn)題。飛思卡爾半導(dǎo)體的一個(gè)重要客戶EBTRON很快就將使這個(gè)合理解決方案變成現(xiàn)實(shí)。EBTRON的灌溉控制系統(tǒng)基于飛思卡爾的16位MC9S12NE64 (NE64)以太網(wǎng)解決方案，能夠持續(xù)監(jiān)視土壤的濕度和溫度，然后發(fā)出打開和關(guān)閉灌溉系統(tǒng)的信號(hào)，以達(dá)到最理想的灌溉效果。在不斷變化的環(huán)境中，濕度水平可以完全適應(yīng)特定的植物。這樣不但節(jié)約了大量水源，還能控制灌溉成本。

    這僅僅是NE64能夠?qū)崿F(xiàn)的眾多應(yīng)用中的一個(gè)。

    單芯片以太網(wǎng)連接

    以太網(wǎng)并不僅僅是辦公室的專利。開發(fā)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、安全系統(tǒng)、工業(yè)控制和Web無(wú)線等應(yīng)用的工程師一直都?jí)粝胫鴵碛幸环N單芯片的、基于閃存的以太網(wǎng)解決方案，帶有內(nèi)置的10/100以太網(wǎng)媒體訪問(wèn)控制器（EMAC）和以太網(wǎng)物理層（EPHY）。飛思卡爾半導(dǎo)體的MC9S12NE64正是這樣一種產(chǎn)品。

    MC9S12NE64是一款16位微控制器，可以和您選定的第三方TCP/IP協(xié)議棧堆棧匹配，從而實(shí)現(xiàn)低成本的終端節(jié)點(diǎn)以太網(wǎng)解決方案，同時(shí)具有Metrowerks的CodeWarrior工具的快速設(shè)計(jì)turns courtesy功能。

    基于閃存的MC9S12NE64微控制器秉承了飛思卡爾一貫的設(shè)計(jì)領(lǐng)先傳統(tǒng)，進(jìn)入以太網(wǎng)的低端市場(chǎng)。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、工業(yè)控制、安全系統(tǒng)、照明控制、電源監(jiān)視器和自動(dòng)售貨機(jī)遠(yuǎn)程訪問(wèn)的設(shè)計(jì)人員現(xiàn)在擁有了一種更好的方式，用以提供強(qiáng)大、經(jīng)濟(jì)高效的解決方案。

    強(qiáng)大的核心性能

    MC9S12NE64基于強(qiáng)大的HCS12核心，后者集成了第三代閃存技術(shù)。憑借豐富的以太網(wǎng)連接功能，MC9S12NE64成為取代高噪音多芯片解決方案的理想之選，提供功能齊全的以太網(wǎng)連接。

* 目標(biāo)代碼與8位68HC11和68HC12系列兼容

* 為C語(yǔ)言優(yōu)化的簡(jiǎn)潔簡(jiǎn)短代碼

* 高達(dá)25 MHz的總線速率（40 ns的最短指令周期為40ns）

* 靈活的尋址模式，可實(shí)現(xiàn)高效的指針操作控制和循環(huán)環(huán)回控制連續(xù)的實(shí)時(shí)仿真現(xiàn)在已成為單個(gè)調(diào)試接口上的標(biāo)準(zhǔn)操作程序。片上調(diào)試模塊具有跟蹤和觸發(fā)功能，而這些功能一度曾是價(jià)格昂貴的仿真器的專利。此外，片上調(diào)試的優(yōu)點(diǎn)還不僅限于此。

* 沒(méi)有傳統(tǒng)仿真器在頻率和電壓方面的限制；在整個(gè)運(yùn)行電壓和頻率范圍內(nèi)，都可以實(shí)時(shí)仿真所有的MCU功能

* 四種總線捕獲模式，可提供靈活的數(shù)據(jù)采集 * 摒棄笨重的仿真器電纜，取而代之的是專用的針腳，實(shí)現(xiàn)無(wú)干擾調(diào)試

* 采用9個(gè)靈活的觸發(fā)器和緩沖器硬件緩沖，取代仿真器的昂貴的總線分析器

* 在運(yùn)行應(yīng)用代碼的同時(shí)，可以查看和更改內(nèi)部寄存器和存儲(chǔ)器

* 一站式，目標(biāo)處理器上的運(yùn)行或跟蹤應(yīng)用

單個(gè)芯片，卻功能一應(yīng)俱全

    多芯片以太網(wǎng)解決方案成本高昂，并且由于設(shè)計(jì)復(fù)雜，產(chǎn)品投放市場(chǎng)需要更長(zhǎng)的時(shí)間。此外，多芯片以太網(wǎng)解決方案需要更多的互連，可能導(dǎo)致可靠性問(wèn)題，因此它不是工業(yè)控制和終端節(jié)點(diǎn)以太網(wǎng)市場(chǎng)的理想之選。

    對(duì)于具有經(jīng)濟(jì)頭腦的設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，靈活性也是一個(gè)非常重要的因素。IEEE(r) 802.3 EMAC可以處理以太網(wǎng)協(xié)議過(guò)濾，并提供兩個(gè)接收緩沖器和一個(gè)發(fā)送緩沖器（它們的大小可調(diào)節(jié)，并且共享RAM），從而使用戶能夠自由選擇設(shè)計(jì)。單純從財(cái)務(wù)角度看，免費(fèi)的EMAC軟件驅(qū)動(dòng)可以簡(jiǎn)化開發(fā)。第三方廠商可以提供一系列TCP/IP協(xié)議棧堆棧，從最基礎(chǔ)的產(chǎn)品一直到功能最齊全的產(chǎn)品。

    集成IEEE 802.3 10/100 EPHY經(jīng)過(guò)了精確調(diào)節(jié)，就如同工業(yè)市場(chǎng)上的EMAC一樣。除了完全集成的收發(fā)器接口外，EPHY還提供了全雙工和半雙工運(yùn)行，并且可以自動(dòng)協(xié)商數(shù)據(jù)傳輸速率，在10 Mbps和20 Mbps兩個(gè)速率之間選擇。它支持與變壓器和RJ45插槽的直接連接，100米范圍內(nèi)都可以運(yùn)行。

    飛思卡爾并沒(méi)有滿足于在單個(gè)芯片上集成EPHY和EMAC。我們還提供了四個(gè)芯片到芯片的接口，包括用于提供有效數(shù)據(jù)交換的I2C總線，因而無(wú)需使用地址譯碼器，而且降低了芯片到芯片連接的數(shù)量。

    除了I2C總線接口外，MC9S12NE64還有兩個(gè)SCI通道和一個(gè)SPI通道，用于芯片到芯片的通信。

    網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)人員的以太網(wǎng)應(yīng)用

    MC9S12NE64的優(yōu)點(diǎn)遠(yuǎn)不止使用簡(jiǎn)便、性能優(yōu)良和價(jià)格優(yōu)惠這么簡(jiǎn)單。在工業(yè)和終端節(jié)點(diǎn)以太網(wǎng)應(yīng)用方面，最終用戶總是期望產(chǎn)品擁有較長(zhǎng)的使用壽命，并且可以遠(yuǎn)程配置和提供服務(wù)。因而伸縮擴(kuò)展性、延伸性和靈活性就成為關(guān)鍵。

    隨著MC9S12NE64的出現(xiàn)，我們的技術(shù)甚至超出了用戶的當(dāng)前需求。除了能夠處理以太網(wǎng)協(xié)議過(guò)濾、接收和發(fā)送緩沖區(qū)器大小可調(diào)節(jié)外，MC9S12NE64還支持閃存編程，使客戶產(chǎn)品能夠快速投放市場(chǎng)。MC9S12NE64的其它優(yōu)點(diǎn)包括：現(xiàn)場(chǎng)更新、遠(yuǎn)程電子郵件消息發(fā)送、遠(yuǎn)程Web服務(wù)確認(rèn)器托管、遠(yuǎn)程運(yùn)操行監(jiān)控視、遠(yuǎn)程設(shè)備控制等。

    它提供了一種快速、經(jīng)濟(jì)高效的方法，可在芯片上建立一個(gè)支持Web的服務(wù)器。

其它特性

* 電源電壓/性能 - 3.3 V