網(wǎng)絡控制器DM9000A在嵌入式系統(tǒng)中的應用
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摘要：介紹網(wǎng)絡接口芯片DM9000A與ARM處理器AT91RM9200之間的硬件接口設(shè)計，實現(xiàn)了在嵌入式Linux系統(tǒng)中網(wǎng)絡驅(qū)動開發(fā)。
本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/86945.htm關(guān)鍵詞： DM9000A；Linux；嵌入式系統(tǒng)；網(wǎng)絡驅(qū)動
賈東耀：工程師，研究方向為嵌入式系統(tǒng)、計算機測控技術(shù)。
引言
目前，網(wǎng)絡技術(shù)在電子產(chǎn)品中的應用越來越廣，更多的嵌入式設(shè)備需要提供網(wǎng)絡接口，以方便與外部互聯(lián)通訊。現(xiàn)在流行的大多數(shù)嵌入式CPU(如ARM、PPC)都提供了此類接口，但對于一些相對復雜的嵌入式系統(tǒng)來說，可能需要擴展以太網(wǎng)口，以滿足網(wǎng)絡通訊需要。本文介紹一種新款網(wǎng)絡接口芯片DM9000A，它可以很方便的實現(xiàn)與嵌入式CPU的接口，實現(xiàn)擴展以太網(wǎng)口的功能。
DM9000A
DM9000A是中國臺灣DAVICOM公司推出的一款高速以太網(wǎng)接口芯片，其基本特征是：集成10/100M物理層接口；內(nèi)部帶有16K字節(jié)SRAM用作接收發(fā)送的FIFO緩存；支持8/16bit兩種主機工作模式；通過HP認證的AUTO-Mdix(支持直接互連自動翻轉(zhuǎn))功能；支持TCP/IP加速(IPV4 check sum offload)減輕CPU負擔，提高整機效能；10ns I/O讀寫時間。DM9000A以太網(wǎng)控制器遵循IEEE頒布的802.3以太網(wǎng)傳輸協(xié)議。該電路還集成了EEPROM接口，自舉時通過EEPROM接口輸入到芯片中，從而實現(xiàn)自動初始化。
硬件接口設(shè)計
DM9000A可以很方便的與目前主流的嵌入式CPU以8位或16位的總線方式連接，本文設(shè)計的系統(tǒng)CPU為AT91RM9200，它是一個采用ARM核的32位微處理器。二者的接口設(shè)計如圖1。
圖1 DM9000A與AT91RM9200硬件連接
系統(tǒng)上電時，AT91RM9200通過總線配置DM9000A內(nèi)部網(wǎng)絡控制寄存器(NCR)、中斷寄存器(ISR)等，完成DM9000A的初始化。隨后，DM9000A進入數(shù)據(jù)收發(fā)等待狀態(tài)。當AT91RM9200向以太網(wǎng)發(fā)送數(shù)據(jù)時，先將數(shù)據(jù)打包成UDP或IP數(shù)據(jù)包，并通過16 bit總線發(fā)送到DM9000A的數(shù)據(jù)發(fā)送緩存中，然后將數(shù)據(jù)長度等信息填充到DM9000A的相應寄存器內(nèi)，使能發(fā)送。當DM9000A接收到外部網(wǎng)絡送來的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)時，首先檢測數(shù)據(jù)幀的合法性，如果幀頭標志有誤或存在CRC校驗錯誤，則將該幀數(shù)據(jù)丟棄。否則將數(shù)據(jù)幀緩存到內(nèi)部RAM，并通過中斷標志位通知AT91RM9200，由AT91RM9200對DM9000A接收到的數(shù)據(jù)進行處理。
Linux驅(qū)動實現(xiàn)
Linux網(wǎng)絡驅(qū)動體系結(jié)構(gòu)
在Linux操作系統(tǒng)中的設(shè)備驅(qū)動，根據(jù)各類外圍I/O設(shè)備的不同，分為三類，即字符設(shè)備(如鍵盤、LCD) 驅(qū)動、塊設(shè)備(如硬盤、CF卡) 驅(qū)動和網(wǎng)絡設(shè)備(如網(wǎng)卡) 驅(qū)動。 Linux網(wǎng)絡設(shè)備驅(qū)動程序結(jié)構(gòu)上由四部分組成(圖2)：網(wǎng)絡協(xié)議接口，網(wǎng)絡設(shè)備接口，設(shè)備驅(qū)動功能層及網(wǎng)絡設(shè)備介質(zhì)。
圖2 Linux網(wǎng)絡驅(qū)動體系結(jié)構(gòu)
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