基于C6000 DSP NDK的組播網(wǎng)絡(luò )設計與實(shí)現

摘要：隨著(zhù)系統應用的復雜化，很多情況下需要將相同數據分發(fā)至不同的使用終端，這也促進(jìn)了網(wǎng)絡(luò )傳輸組播模式的應用?；趯?shí)際應用需求，以TMS320C6455芯片為核心處理平臺，利用TI公司DSPC6000平臺上的NDK(Net Developer’s Kit)開(kāi)發(fā)包，對Marvell公司的88E6060(SWI TCH)芯片進(jìn)行配置，實(shí)現了適用于多個(gè)終端進(jìn)行組播方式網(wǎng)絡(luò )通信的嵌入式系統設計。經(jīng)過(guò)測試驗證，該系統工作正常穩定，實(shí)現了百兆組播傳輸功能。
關(guān)鍵詞：C6000；88E6060；嵌入式系統；NDK；組播網(wǎng)絡(luò )

0 引言
嵌入式系統采用以太網(wǎng)接口傳輸數據相對于傳統的串口、并口、1553B總線(xiàn)接口來(lái)說(shuō)具有通用性強、傳輸速度快的特點(diǎn)，并且保證了較高的可靠性。TI公司在TMS320C6455(以下簡(jiǎn)稱(chēng)C6000系列高端的芯片中，大多提供了網(wǎng)絡(luò )接口模塊，DSP6455)就是其中典型的一款芯片。它的工作時(shí)鐘可達1 GHz，片上集成以太網(wǎng)接口模塊EMAC。結合TI公司推出的NDK(Net DevelopKit)網(wǎng)絡(luò )資源開(kāi)發(fā)包，可以大大縮短嵌入式系統中網(wǎng)絡(luò )應用的開(kāi)發(fā)周期，并且性能不遜于W5300等專(zhuān)業(yè)網(wǎng)口芯片。由于一片DSP6455只有一個(gè)EMAC接口以及MDIO管理模塊，并且NDK的軟件初始化只查詢(xún)一個(gè)PHY口就停止，所以傳統應用中，典型設計是在該DSP芯片外部接一個(gè)PHY芯片，連接一個(gè)終端設備，或者通過(guò)總線(xiàn)直接連接以太網(wǎng)專(zhuān)用芯片來(lái)實(shí)現點(diǎn)對點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò )連接。而現在越來(lái)越多的嵌入式系統應用需要連接多個(gè)終端設備進(jìn)行組網(wǎng)，在網(wǎng)絡(luò )中進(jìn)行數據交換。本文選擇利用DSP6455外接Marvell公司的SWITCH芯片(88E6060)，該芯片具備6個(gè)端口，每個(gè)端口都具備100M／10M全雙工的通信能力，最終實(shí)現該嵌入式系統與其他兩個(gè)設備的100 MHz組播方式的網(wǎng)絡(luò )通信。

1 電路原理設計
基于TI DSP6455的片內EMAC／MDIO模塊、片外SWITCH(88E6060)芯片及其外圍電路的接口設計，可以快速實(shí)現OSI七層模型中數據鏈路層和物理層(MAC+PHY)的組建。DSP6455支持三種接口連接方式，MII／RMII／GMII。MII接口(Media Independent Intetface)以及RMII(Reduced Media Independent Interface)接口分別為媒體獨立接口和縮減媒體獨立接口，它們支持10M／100M工作模式。GMII接口的全稱(chēng)是吉比特媒體獨立接口(Gigabil Media Independent Interface)，它支持10M／100M／1 000M三種工作模式。因為選取的88E6060只支持百兆MII／RMII的接口方式，本設計采用MII的接口方式進(jìn)行連接，信號連接框圖如圖1所示。

設計過(guò)程中，使用88E6060的port5作為MII接口與DSP6455的EMAC接口進(jìn)行連接，port0～port4可以任意使用，作為PHY對外進(jìn)行連接。本設計以應用port0和port1為例進(jìn)行說(shuō)明，其他情況相似。配置時(shí)將88E6060的ENABLE_MII5和DISABLE_MII4管腳懸空，通過(guò)其內部上拉／下拉使能port5的MII口，DSP6455通過(guò)MDIO接口對88E6060的內部PHY寄存器進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)，通過(guò)EMAC接口發(fā)送和接收網(wǎng)絡(luò )數據。

2 NDK的配置與使用
TI公司的NDK(Net Develop Kit)開(kāi)發(fā)包是基于DSP／BIOS進(jìn)行工作的，開(kāi)發(fā)包已經(jīng)集成網(wǎng)絡(luò )開(kāi)發(fā)所需函數，行使OSI七層模型中傳輸層、網(wǎng)絡(luò )層和數據鏈路層的功能，并按網(wǎng)絡(luò )開(kāi)發(fā)所需將中斷和任務(wù)進(jìn)行配置。當NDK開(kāi)發(fā)環(huán)境配置好之后，就可以利用傳輸語(yǔ)句進(jìn)行數據的發(fā)送和接收。傳統情況下，NDK只適用于對單一的PHY進(jìn)行配置連接，一旦連接建立便中止查詢(xún)其他的PHY是否可用。本例由于DSP6455外接一片SWIT CH芯片，理論上可以將所有能使用的PHY進(jìn)行初始化并建立連接，所以需要對原有的工作流程進(jìn)行改造，工作流程對比如圖2所示。

改造后的NDK運行流程最重要的是實(shí)現對其他外部有效PHY的配置。配置過(guò)程需要添加MDIO控制函數來(lái)對PHY進(jìn)行初始化操作。本文使用的PHY為SWITCH芯片的PHY0與PHY1口，所以需要添加對兩個(gè)使用口進(jìn)行初始化的語(yǔ)句，來(lái)完成對SWITCH芯片的配置工作，初始化代碼如下：
MDIO_phyRegWrite(0，0x0，0x1100)；
MDIO_phyRegWrite(1，0x0，0x1100)；
在MDIO_phyRegWrite(uint phyIdx，uint phyReg，Uint16 data)函數中，參數phyIdx為所配置PHY的識別ID，參數phyReg為需要配置的寄存器序號，參數data為具體的配置值。兩語(yǔ)句完成了SWITCH芯片PHY0與PHY1口的控制寄存器的初始化操作，使這兩個(gè)PHY接口處于激活狀態(tài)，如果外部出現網(wǎng)絡(luò )連接請求，便會(huì )進(jìn)行連接。同時(shí)通過(guò)MDIO_phyRegRead(uint phyIdx，uint phyReg，Uint16*pdata)函數來(lái)查詢(xún)PHY的工作狀態(tài)，如果一段時(shí)間仍未連接上，就轉入配置流程，進(jìn)行重新配置。具體PHY寄存器的地址以及位置信息參照88E6060的數據手冊。