基于A(yíng)RM的嵌入式網(wǎng)絡(luò )接口控制器設計

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　　以太網(wǎng)作為目前應用最為廣泛的局域網(wǎng)技術(shù)，在工業(yè)自動(dòng)化和過(guò)程控制領(lǐng)域得到了越來(lái)越的應用。傳統的控制系統在信息層大都采用以太網(wǎng)，而在控制層和設備層一般采用不同的現場(chǎng)總線(xiàn)或其他專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )。目前，隨著(zhù)工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，以太網(wǎng)已經(jīng)滲透到了控制層和設備層?；谝蕴W(wǎng)的控制網(wǎng)絡(luò )最典型的應用形式是Ｅｔｈｅｒｎｅｔ＋ＩＣＰ／ＩＰ，它的底層是Ｅｔｈｅｒｎｅｔ，網(wǎng)絡(luò )層和傳輸層采用國際公認的標準ＴＣＰ／ＩＰ．然而大量的工業(yè)現場(chǎng)設備，如數控機床、機械手等設備，這些設備最常用的通訊方式為ＲＳ－２３２／４８５／４２２串行接口，不具備網(wǎng)絡(luò )接口，以至無(wú)法直接接到以太網(wǎng)。

　　隨著(zhù)半導體產(chǎn)業(yè)和集成電路技術(shù)的發(fā)展，以微控制器／微處理為硬件核心的嵌入式系統得到迅速發(fā)展，并在無(wú)線(xiàn)通訊、網(wǎng)絡(luò )設備、工業(yè)控制等領(lǐng)域得到廣泛應用。本文選用基于ＡＲＭ９和ａｒｍｌｉｎｕｘ開(kāi)發(fā)嵌入式網(wǎng)絡(luò )接口控制器，實(shí)現串行口數據與以太網(wǎng)數據的相互轉換，通過(guò)這種方式，可以使傳統串口設備成為具有網(wǎng)絡(luò )接口的設備，直接接入工業(yè)以太網(wǎng)。

　?。病∏度胧?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/網(wǎng)絡(luò )接口控制器">網(wǎng)絡(luò )接口控制器工作原理

　　嵌入式網(wǎng)絡(luò )接口器選用ＤＭ９０００Ｅ芯片作以太網(wǎng)控制器，來(lái)完成與上級以太網(wǎng)的數據交換，采用３２位微處理器ｓ３ｃ２４１０和嵌入式Ｌｉｎｕｘ進(jìn)行協(xié)議實(shí)現和數據處理，然后將處理過(guò)的數據下傳給底層設備終端；把從底層終端設備接收的數據，進(jìn)行數據處理和協(xié)議實(shí)現，通過(guò)ＤＭ９００Ｅ傳輸到Ｉｎｔｅｒｎｅｔ上。工作原理如１所示

　?。场∏度胧?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/網(wǎng)絡(luò )接口控制器">網(wǎng)絡(luò )接口控制器硬件平臺

　　嵌入式網(wǎng)絡(luò )接口控制器硬件平臺的整體連接框圖如圖?。病∷?。本文選用基于ＡＲＭ９內核ＡＲＭ９ＴＤＭＩ的３２位微處理器ｓ３ｃ２４１０作為主控芯片。Ｓ３Ｃ２４１０處理器是Ｓａｍｓｕｎｇ公司基于ＡＲＭ公司的ＡＲＭ９２０Ｔ處理器核，采用０．１８ｕｍ制造工藝的３２位微控制器。該處理器擁有：獨立的１６ＫＢ指令Ｃａｃｈｅ和１６ＫＢ數據Ｃａｃｈｅ，ＭＭＵ，支持ＴＦＴ的ＬＣＤ控制器，ＮＡＮＤ閃存控制器，３路ＵＡＲＴ，４路ＤＭＡ，４路帶ＰＷＭ的Ｔｉｍｅｒ　，Ｉ／Ｏ口，ＲＴＣ，８路１０位ＡＤＣ，Ｔｏｕｃｈ?。樱悖颍澹澹罱涌?，ＩＩＣ－ＢＵＳ　接口，ＩＩＳ－ＢＵＳ　接口，２個(gè)ＵＳＢ主機，１個(gè)ＵＳＢ設備，ＳＤ主機和ＭＭＣ接口，２路ＳＰＩ。Ｓ３Ｃ２４１０處理器最高可運行在２０３ＭＨｚ。本系統的ＦＬＡＳＨ存儲器選ＩＮＴＥＬ公司的２８Ｆ１２８，ＳＤＲＡＭ芯片選用兩片ＨＹ５７Ｖ５６１６２０構成３２位的存儲器系統．

　　以太網(wǎng)控制器芯片選擇ＤＭ９０００，它是完全綜合的、成本較低的單一快速，具有通用的處理器接口，１０／１００Ｍ自適應，以及４Ｋ雙字節靜態(tài)存取存儲器。它被設計為低功耗、高處理性能，支持３．３Ｖ到５Ｖ的容差。ＤＭ９０００提供一個(gè)ＭＩＩ接口來(lái)連接ＨＰＮＡ設備或者其他支持ＭＩＩ接口的收發(fā)器，并支持８位、１６位、３２位的接口來(lái)適應不同的處理器對內部存儲器的訪(fǎng)問(wèn)，它支持ＩＥＥＥ８０２．３ｕ規格，還支持ＩＥＥＥ?。福埃玻常p工流控制。在ＤＭ９０００和ＲＪ４５接口之間需要用漢仁電子有限公司的網(wǎng)絡(luò )隔離變壓器ＨＲ６０１６２７來(lái)連接，網(wǎng)絡(luò )隔離變壓器起信號傳輸、阻抗匹配、波形修復、雜波抑制以及高電壓隔離等作用，以保護系統的安全。

　　圖１嵌入式網(wǎng)絡(luò )接口控制器工作原理

　　圖?。睬度胧骄W(wǎng)絡(luò )接口控制器硬件框

　?。础∏度胧讲僮飨到y的選擇

　　本系統的設計，網(wǎng)卡驅動(dòng)和ＴＣＰ／ＩＰ協(xié)議的實(shí)現是重點(diǎn)，選擇嵌入式Ｌｉｎｕｘ，它已經(jīng)嵌入了ＴＣＰ／ＩＰ協(xié)議棧，使ＴＣＰ／ＩＰ協(xié)議得以實(shí)現。嵌入式Ｌｉｎｕｘ系統支持多種類(lèi)型的網(wǎng)卡如各種ｌＯＭ／ｌＯＯＭ，１０００Ｍ　的Ｅｔｈｅｍｅｔ網(wǎng)卡等。對于?。模停梗埃埃埃乓蕴W(wǎng)控制器，嵌入式Ｌｉｎｕｘ已經(jīng)提供了很好的支持，移植過(guò)程中只需要修改源代碼和配置相應模塊即可實(shí)現對網(wǎng)絡(luò )的支持。