基于ARM和以太網(wǎng)控制器為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計(jì)方案

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展，嵌入式產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用于軍事、消費(fèi)電子、網(wǎng)絡(luò)通信、工業(yè)控制等各個(gè)領(lǐng)域，網(wǎng)絡(luò)化是嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。嵌入式Linux 作為具有開放的源代碼、優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)性能、可裁減等諸多優(yōu)點(diǎn)的操作系統(tǒng)，非常適合用于具有網(wǎng)絡(luò)功能的嵌入式系統(tǒng)。本文介紹了以S3C44B0X 的ARM處理器和RTL8019AS 以太網(wǎng)控制器為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計(jì)，并闡述了怎樣在嵌入式操作系統(tǒng)μcLinux 下實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)卡的驅(qū)動。
　　S3C44B0X 處理器介紹
　　ARM是業(yè)界著名的芯片設(shè)計(jì)IP 供應(yīng)商，其32 位RISC 微處理器占據(jù)了全球80%以上的市場份額。ARM7 系列處理器也是目前市場上最成熟、應(yīng)用最廣的處理器。SAMSUNG 公司推出的S3C44B0X 就是以ARM7TDMI 為內(nèi)核的一款16/32 位RISC 處理器。它采用0.25μm CMOS 工藝制造，為手持設(shè)備和一般應(yīng)用提供了高性價(jià)比和高性能的微處理器解決方案。S3C44B0X 通過提供全面的、通用的片上外設(shè)，大大減少了外圍的元器件配置，從而使系統(tǒng)成本大為降低。S3C44B0X 芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1 所示。
　　
　　網(wǎng)絡(luò)接口的電路設(shè)計(jì)
　　在介紹電路設(shè)計(jì)之前，先簡要介紹一下網(wǎng)絡(luò)控制器RTL8019AS 的情況。RTL8019AS 是臺灣REALTEK公司生產(chǎn)的一款性價(jià)比很高的、帶有即插即用功能的全雙工以太網(wǎng)控制器。它內(nèi)部集成了兩塊RAM，一塊16KB，地址為0x4000~0x7FFF；一塊32 字節(jié)，地址為0x0000～0x001F。16K 的RAM用作收發(fā)數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)，一般將0x4000～0x46FF 作為發(fā)送緩沖區(qū)，0x4700～0x7FFF 作為接收緩沖區(qū)。圖2 是針對S3C44B0X，用RTL8019AS、74LV138（3- 8 譯碼器）、FB2022（網(wǎng)卡變壓器）設(shè)計(jì)的以太網(wǎng)接口電路。
　　
　　該電路數(shù)據(jù)寬度為16 位，使用外部中斷EXINT3。處理器的片選信號nGCS1 和A16、A17、A18 通過74LV138 輸出為網(wǎng)卡的使能控制端。nOE 和nWE控制網(wǎng)卡的讀寫，nRESET 控制網(wǎng)卡的復(fù)位，F(xiàn)B2022起變壓濾波的作用。
　　μcLinux 操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動開發(fā)介紹
　　本系統(tǒng)為什么要選擇μcLinux
　　Linux以其開放的源代碼、強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能等諸多優(yōu)點(diǎn)而成為當(dāng)今流行的操作系統(tǒng)之一。μcLinux 從Linux 內(nèi)核派生而來，沿襲了Linux 的大部分特性，專門針對沒有MMU（存儲器管理單元）的CPU，并且為嵌入式系統(tǒng)做了很多小型化工作，它內(nèi)核小，但功能強(qiáng)大，系統(tǒng)健壯，并且具有廣泛的硬件支持特性，是一個(gè)優(yōu)秀的嵌入式操作系統(tǒng)。S3C44B0X 正是一款沒有MMU 的處理器，所以在該系統(tǒng)中，操作系統(tǒng)選擇μcLinux 是非常合適的。