嵌入式MICREL網(wǎng)卡驅動(dòng)設計

摘要：文中在HEROS嵌入式操作系統中，利用開(kāi)放源代碼的TCP／IP協(xié)議棧，在MICREL芯片組成的網(wǎng)卡架構的基礎上，詳細描述了添加網(wǎng)卡底層驅動(dòng)程序的步驟，探討并實(shí)現了驅動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)。
關(guān)鍵詞：網(wǎng)卡驅動(dòng)；嵌入式操作系統；MICREL

目前隨著(zhù)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，越來(lái)越多的電子設備已經(jīng)將網(wǎng)絡(luò )接入功能作為其默認配置，以實(shí)現設備的遠程監控和信息分布式處理。TCP／IP協(xié)議棧在很多應用中已經(jīng)證明了其穩定性，所以在實(shí)際應用中主要解決移植和編寫(xiě)網(wǎng)卡的底層驅動(dòng)程序的問(wèn)題，本文討論的是MICREL網(wǎng)卡驅動(dòng)在HEROS系統中的實(shí)現，該款芯片為8851，有兩個(gè)完全獨立的網(wǎng)卡電路實(shí)現。

1 網(wǎng)卡與HEROS概述
網(wǎng)卡驅動(dòng)完成的工作是正常發(fā)送以及接收網(wǎng)絡(luò )數據包。Micrel網(wǎng)卡驅動(dòng)程序對于操作系統而言是一組子程序，它屏蔽了底層的硬件處理細節，同時(shí)向上層軟件提供接口。驅動(dòng)程序將要發(fā)送的數據包按指定格式寫(xiě)入芯片并啟動(dòng)發(fā)送命令，然后Micrel網(wǎng)卡內部處理單元會(huì )自動(dòng)把數據包轉換成物理幀格式在物理信道上傳輸。反之，Micrel網(wǎng)卡收到物理信號后將其還原成數據，按指定格式存放在芯片緩沖區中以便主機程序取用。
由于Micrel網(wǎng)卡在HEROS系統中的設計采用的是外擴設計，所以圖1中Micrel網(wǎng)卡模塊的位置相應地就位于HEROS操作系統以外，以體現其外擴特性。

2 硬件設計
2．1 網(wǎng)卡硬件特點(diǎn)
KSZ8851整合了一個(gè)快速以太網(wǎng)MAC／PHY與一個(gè)8／16／32位的普通主機處理器接口和SPI接口。該設備擁有在RXQ和TXQ之間進(jìn)行共享的18KB內部緩沖存儲器。該緩沖存儲器在接收隊列的緩存容量是12KB，而在發(fā)送隊列則是6KB。憑借引腳與麥瑞半導體現有的KSZ8841MQL和KSZ8842MQL系列兼容，該設備可提供80Mbps或更高的性能。該解決方案支持大端(Big—Endian)和小端(Little—Endian)處理器，還支持IPv4／IPv6 checksum生成與校驗。這些功能大大減少了對CPU的使用，并提高了系統整體性能。通過(guò)能量檢測模式、可編程的3．3V／2．5V／1．8V IO選項以及一個(gè)零下40攝氏度至85攝氏度的工作溫度范圍，KSZ8851還為設計師提供了更強的功率管理功能。最后，該設備以多種封裝形式推出，包括128引腳PQFP封裝、48引腳LQFP封裝和32引腳QFN封裝。