基于ENC424J600的以太網(wǎng)與串行接口轉換技術(shù)

3 系統軟件設計
軟件的設計主要是移植LwIP協(xié)議棧，添加各串行通信接口的初始化程序，編寫(xiě)網(wǎng)絡(luò )控制器底層驅動(dòng)，編寫(xiě)上層應用程序。
3．1 網(wǎng)絡(luò )控制器底層驅動(dòng)實(shí)現過(guò)程
網(wǎng)絡(luò )控制器底層驅動(dòng)初始化程序放在low_level_init函數中，整個(gè)過(guò)程為：初始化SPI1接口，對網(wǎng)絡(luò )控制器進(jìn)行系統復位；設置發(fā)送、接收緩沖區指針；初始化PHY層為100 Mbase全雙工模式，使能接收中斷。網(wǎng)絡(luò )控制器底層發(fā)送程序放在low_level_output函數中，整個(gè)過(guò)程為：將以太網(wǎng)包拷貝至SRAM buffer，設置發(fā)送起始地址；發(fā)送幀長(cháng)，置高TXRTS位使能發(fā)送，直到TXRTS被硬件清零才能進(jìn)行第二次發(fā)送。網(wǎng)絡(luò )控制器接收程序放在low_level_input函數中，當接收中斷發(fā)生時(shí)系統通過(guò)上層應用程序調用low_level_input函數。該函數主要內容為：讀取PKTIF位以確定是否有以太網(wǎng)幀等待接收；設置接收指針地址，讀取該幀的前8個(gè)字節，其中前兩個(gè)字節為下一幀接收地址，第3、4個(gè)字節為這一幀的長(cháng)度，申請當前幀長(cháng)的緩沖區，將接收數據讀入緩沖區，置高PKTDEC為下一幀接收做準備。
3．2 LwIP協(xié)議棧分析
LwIP協(xié)議?？梢栽跓o(wú)操作系統的軟件平臺下移植，LwIP實(shí)現的重點(diǎn)是在保持TCP／IP協(xié)議主要功能的基礎上減少對RAM的占用，因此它也適合在中低端的嵌入式系統中應用。LwIP主要是完成IP層和TCP／UDP數據傳輸層的任務(wù)，它與底層網(wǎng)絡(luò )控制器的接口主要體現在etherneti f．c函數中。在以太網(wǎng)幀的接收過(guò)程中以太網(wǎng)數據包通過(guò)底層接收程序傳至IP層，IP層判斷是TCP數據包還是UDP數據包，送至相應數據傳輸層處理，數據傳輸層再將收到的數據傳至用戶(hù)應用程序。在以太網(wǎng)幀的發(fā)送過(guò)程中，用戶(hù)程序選擇是通過(guò)UDP還是TCP發(fā)送數據包，將數據包送至相應的傳輸層，再傳至IP層，IP層再將數據傳至底層，發(fā)送程序將數據發(fā)送出去。
3．3 系統軟件流程
系統軟件流程如圖5所示。

軟件主要完成初始化、等待接收以太網(wǎng)幀、通過(guò)串行接口將數據幀發(fā)送出去的任務(wù)。初始化包括創(chuàng )建netif網(wǎng)絡(luò )接口、SPI1接口、網(wǎng)絡(luò )控制器的PHY層、MAC層，使能接收中斷、初始化TCP服務(wù)器端。初始化完成后，等待上位機軟件TCP的客戶(hù)端與底層軟件的TCP服務(wù)器端建立連接。連接建立后整個(gè)系統就循環(huán)等待接收TCP客戶(hù)端發(fā)送的以太網(wǎng)數據幀，當有以太網(wǎng)數據幀到達時(shí)，產(chǎn)生接收中斷，接收到的數據幀從PHY層傳到MAC層，再傳到IP層，最終傳到TCP層進(jìn)行數據接收處理。應用程序收到處理過(guò)的以太網(wǎng)數據幀，處理相應的數據，根據數據傳遞的信息通過(guò)SPI2或CAN總線(xiàn)串行通信接口將信息發(fā)送出去，以實(shí)現相應的控制功能。