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基于嵌入式系統(tǒng)的以太網(wǎng)控制器設(shè)計(jì)
2011年10月19日 15:58 來(lái)源:本站整理 作者:秩名 我要評(píng)論(0)
引言
目前,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)得飛速發(fā)展,使得使得我們通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)互連的同時(shí),許多領(lǐng)域的嵌入式設(shè)備如工業(yè)控制、數(shù)據(jù)采集、數(shù)控機(jī)床和智能儀表等也有接入網(wǎng)絡(luò)的需求。伴隨著信息家電出現(xiàn),嵌入式設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化必將擁有更廣闊的發(fā)展前途。在這個(gè)過(guò)程里,首先要解決的問(wèn)題使嵌入式設(shè)備如何實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連。
基于以太網(wǎng)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)NCS(NetworkedControl System)是繼現(xiàn)場(chǎng)總線控制了當(dāng)前通信技術(shù)中的以太網(wǎng)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù),很好地統(tǒng)一了底層的控制網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,建立了良好的兼容接口,因此成為了當(dāng)前及后工業(yè)控制領(lǐng)域應(yīng)用和研究的熱點(diǎn)。隨著以高性能嵌入式微處理器和嵌入式操作系統(tǒng)為核心的嵌入式技術(shù)的發(fā)展與推廣使用,網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在性能、成本、功耗和體積等方面都達(dá)到了令人滿意的效果,并對(duì)NCS 結(jié)構(gòu)和應(yīng)用產(chǎn)生了很大的影響。
本文主要基于S3C44B0X+uClinux 系統(tǒng)平臺(tái)開發(fā)出嵌入式以太網(wǎng)控制器,該方案和其它設(shè)計(jì)比較具有高性能、低功耗、軟硬件易擴(kuò)展特點(diǎn),是當(dāng)前及今后工業(yè)以太網(wǎng)控制器的理想選擇方案。
1 嵌入式以太網(wǎng)控制器硬件設(shè)計(jì)
本文主要基于S3C44B0X+RTL8019AS 系統(tǒng)硬件平臺(tái)開發(fā)出嵌入式以太網(wǎng)控制器硬件平臺(tái)。
圖1 為嵌入式以太網(wǎng)控制器硬件設(shè)計(jì)原理圖。嵌入式以太網(wǎng)控制器的硬件設(shè)計(jì)主要有S3C44B0X 微處理器、以太網(wǎng)模塊、存儲(chǔ)器模塊、串口驅(qū)動(dòng)模塊、電源模塊、復(fù)位和時(shí)鐘和JTAG 接口7 部分。
1.1 S3C44B0X 處理器
S3C44B0X 處理器采用160 引腳的LQFP 封裝;為了降低成本,S3C44B0X 提供了豐富的內(nèi)置部件,包括:8 KB cache,內(nèi)部SRAM,LCD 控制器,帶自動(dòng)握手的2 通道UART,4 通道DMA,外部存儲(chǔ)器控制器(片選邏輯,F(xiàn)P/EDO/SDRAM 控制器),帶有PWM 功能的5 通道定時(shí)器,通用I/O 端口,實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC,8 通道10 位ADC,I2C 總線接口,I2S 總線接口,同步SIO 接口和PLL 倍頻器。本嵌入式以太網(wǎng)控制器設(shè)計(jì)選用它,能夠很好地滿足小型化、低功耗和低成本的要求。
1.2 以太網(wǎng)模塊
RTL8019AS 是高度集成以太網(wǎng)控制器,它能夠簡(jiǎn)單的解答即插即用NE2000 兼容適配器,這種適配器具有二重和功率下降特性。
RTL8019AS 以太網(wǎng)控制器共有32 個(gè)輸入地址,對(duì)應(yīng)地址偏移量為00h~1Fh,現(xiàn)分別說(shuō)明如下:
(1)00 h~0 Fh 的16 個(gè)地址,為寄存器地址。
?。?)10 h~17 h 的8 個(gè)地址,為數(shù)據(jù)讀寫端口地址。
?。?)18 h~1 Fh 的8 個(gè)地址,為復(fù)位端口。
2 嵌入式以太網(wǎng)控制器軟件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)主要使用C語(yǔ)言和ARM匯編語(yǔ)言。系統(tǒng)軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)主要包括3個(gè)方面:?jiǎn)?dòng)引導(dǎo)程序Bootloader;建立μCLinux操作系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境;以太網(wǎng)模塊驅(qū)動(dòng)程序的實(shí)現(xiàn)。
2.1 啟動(dòng)引導(dǎo)程序Bootloader
引導(dǎo)程序Bootloader是在操作系統(tǒng)運(yùn)行之前執(zhí)行的一段程序。它主要實(shí)現(xiàn)的功能包括:初始化CPU 運(yùn)行的時(shí)鐘頻率;初始化Flash 和內(nèi)存的數(shù)據(jù)寬度,讀寫訪問(wèn)周期和刷新周期;初始化中斷系統(tǒng);初始化系統(tǒng)中各種片內(nèi)、片外設(shè)備和I/O 端口;初始化系統(tǒng)各種運(yùn)行模式下的寄存器和堆棧;加載和引導(dǎo)μCLinux 操作系統(tǒng)。
2.2 建立μCLinux 操作系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境
μCLinux 操作系統(tǒng)沿襲了傳統(tǒng)Linux 操作系統(tǒng)的主要特性,包括穩(wěn)定、強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)和文件系統(tǒng)支持。建立μCLinux操作系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境主要包括3 個(gè)步驟:建立μCLinux 操作系統(tǒng)的交叉編譯環(huán)境、μCLinux 操作系統(tǒng)的編譯和μCLinux 操作系統(tǒng)的加載。
本文導(dǎo)航
- 第 1 頁(yè):基于嵌入式系統(tǒng)的以太網(wǎng)控制器設(shè)計(jì)(1)
- 第 2 頁(yè):RTL8019AS 驅(qū)動(dòng)程序
標(biāo)簽:嵌入式系統(tǒng)(941)控制器(1586)以太網(wǎng)(730)
用戶評(píng)論
發(fā)表評(píng)論
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