MC68EN360在以太網(wǎng)測試器中的應用

關(guān)鍵詞：RISC 以太網(wǎng) IP連同性 現場(chǎng)布線(xiàn) TCP/IP協(xié)議

一、MC68360芯片介紹

MC68360是一個(gè)高度集成的32位通用通訊控制器，廣泛應用于通訊設備中。其主要特征如下：
外頻為25M或者33M，在25M的情況下每秒可以執行4.5M條指令。
32位數據總線(xiàn)，兼容8位和16位操作。
有32條地址線(xiàn)，尋址空間最大可以達到4G。
支持Slave 模式，即被動(dòng)模式操作。
直接存儲芯片，最多可以達到8個(gè)（可以為SRAM或DRAM），可以給 每個(gè)Bank分配一個(gè)片選線(xiàn)CS。
4個(gè)16位定時(shí)器或者2個(gè)32位定時(shí)器。
2個(gè)獨立的DMA接口。
三個(gè)并行口，I/O口多達46根。
7個(gè)外部中斷源。16個(gè)內部中斷源，可編程優(yōu)先級。
4個(gè)SCC(Serial Communication Controller)口。2個(gè)SMC（Serial Management Controller）口。
SCC口支持協(xié)議：
—Ethernet/IEEE 802.3 Optional on SCC1 (Full 10-Mbps Support)
—HDLC/SDLC 1 (All Four Channels Supported at 2 Mbps)
—HDLC Bus (Implements an HDLC-Based Local Area Network (LAN))
—AppleTalk 2
—Signaling System #7
—Universal Asynchronous Receiver Transmitter (UART)
—Synchronous UART
—Binary Synchronous Communication (BISYNC)
—Totally Transparent (Bit Streams)
—Totally Transparent (Frame Based with Optional Cyclic Redundancy Check (CRC))
—Profibus (RAM Microcode Option)
—Asynchronous HDLC (RAM Microcode Option)
—DCMP 3 (RAM Microcode Option)
—V.14 (RAM Microcode Option)
—X.21 (RAM Microcode Option)
SMC口支持協(xié)議：
—UART
—Transparent
—General Circuit Interface (GCI) Controller
—Can Be Connected to the Time-Division Multiplexed (TDM) Channels

240個(gè)管腳。PQFP封裝。

圖一 結構框圖

360的結構框圖如右圖所示。它主要有三個(gè)內核組成：CPU32+、SIM60及其CPM。
CPU32+是直接支持內部32位總線(xiàn)的CPU。允許字節、字，雙字等操作方式。并且可以在起始奇地址進(jìn)行存取操作CPU32+會(huì )自動(dòng)完成對應需要的總線(xiàn)周期。
SIM60負責總線(xiàn)控制，例如外部DRAM的控制和SLAVE模式控制等。
CPM由一個(gè)CP(Communications processor)、兩個(gè)IDMA控制器、四個(gè)一般目的定時(shí)器組成。CP控制通訊接口、定時(shí)器等。CP有一個(gè)RISC處理器，4個(gè)SCC口、兩個(gè)SMC口、一個(gè)2.5K的雙端口內存、一個(gè)中斷控制器、三個(gè)并行口、四個(gè)獨立的波特率生成器，和14個(gè)支持SCCs、SMCs和SPI的serial DMA channels。

二、以太網(wǎng)測試器的設計
以太網(wǎng)測試器要完成的主要功能為測試IP連同性。因此TCP/IP協(xié)議至少要做到網(wǎng)絡(luò )層（IP層），要能收發(fā)ICMP相關(guān)報文，而且測試設備必須要有良好的人機界面。歸結起來(lái)，硬件包括以下部分：

以太網(wǎng)接口（由于360只支持10M速率以太網(wǎng)，因此測試器的以太網(wǎng)接口為10M）。

鍵盤(pán)板。
LCD字符顯示器。

軟件包括：
以太網(wǎng)驅動(dòng)程序。
鏈路層協(xié)議，如ARP、RARP等協(xié)議。
IP協(xié)議，包括ICMP協(xié)議。
鍵盤(pán)驅動(dòng)程序。
LCD顯示驅動(dòng)程序。
主控制程序。

硬件的總體框架如下圖（圖二）：

以太網(wǎng)接口芯片可以有很多選擇，如LXT901、AC101-QF/TF等都可以滿(mǎn)足要求?？紤]到供貨等原因，要盡量選擇市面上比較容易買(mǎi)到的芯片。

三、軟件實(shí)現
測試系統的軟件設計工作，除了包括TCP/IP的一部分協(xié)議以外，還有人機接口的界面及其主控制程序。對于360來(lái)說(shuō)，最好需要一個(gè)嵌入式操作系統的平臺來(lái)支持程序的運行，支持360的實(shí)時(shí)操作系統有VRTX、pSOS、VxWorks等。這些操所系統都是多任務(wù)的，實(shí)現起來(lái)大同小異。整個(gè)軟件的層次結構如圖三所示：

圖三 任務(wù)之間層次關(guān)系

整個(gè)軟件分為六個(gè)部分：主控制程序、LCD、KEY、IP協(xié)議，鏈路層協(xié)議和以太網(wǎng)驅動(dòng)程序。

KEY為最底層任務(wù)，它的上層任務(wù)為L(cháng)CD。IP下層有一些其它的任務(wù)。
另外還有一些其它的一些任務(wù)，如定時(shí)器，任務(wù)管理等，這兩個(gè)任務(wù)和其它任務(wù)沒(méi)有直接底上下級關(guān)系。

在IP層：我們實(shí)現的基本功能為能發(fā)送和接收ICMP報文。在TCP/IP協(xié)議上必須實(shí)現以下協(xié)議：
鏈路層：
ARP：地址轉換協(xié)議，把IP地址轉換成物理地址。
RARP：逆向地址轉換，把物理地址轉換成IP地址。
網(wǎng)絡(luò )層：
IP：把鏈路層的數據進(jìn)行分用，或者把數據報文封裝后發(fā)給鏈路層；并要實(shí)現簡(jiǎn)單的靜態(tài)路由。
ICMP：Internet控制報文協(xié)議。主要是實(shí)現ICMP回顯請求報文。

四、結論
從以上可以看出，MC68EN360這一系列的通訊專(zhuān)用芯片的功能十分強大，以太網(wǎng)測試器實(shí)際上只用到了360的很少一部分功能，這為以后的功能擴展提供了很多余地，比如可以增加一個(gè)串口用來(lái)和上位機軟件通訊，實(shí)現更強的分析功能和程序升級等；還可以增加線(xiàn)路測試的功能及更強的協(xié)議測試功能等，這些對360來(lái)說(shuō)，都是可以在硬件上實(shí)現的