單芯片以太網(wǎng)瘦服務(wù)器的實(shí)現

　　摘要：mc9s12ne64是內置以太網(wǎng)mac層和phy層的16位網(wǎng)絡(luò )單片機。本文介紹如何在開(kāi)發(fā)之初，為ne64建立硬件開(kāi)發(fā)平臺和軟件調試平臺，以及如何利用開(kāi)放源代碼，在ne64上實(shí)現單芯片的以太網(wǎng)服務(wù)器。

　　關(guān)鍵詞：單片機;嵌入式;以太網(wǎng);服務(wù)器

　　引言

　　隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )應用的推廣，網(wǎng)絡(luò )的概念逐漸由pc向工控模塊上轉移，如何充分利用網(wǎng)絡(luò )協(xié)議，進(jìn)行數據采集或者遠程控制越來(lái)越受到了行業(yè)的關(guān)注。

　　進(jìn)行以太網(wǎng)服務(wù)器的開(kāi)發(fā)時(shí)，一般的做法是mcu或者dsp加上網(wǎng)卡芯片。這樣做可以根據設計應用的領(lǐng)域，選擇速度資源合適的控制芯片，和外擴芯片配合，達到功能和成本的最優(yōu)化。如果控制芯片中能夠集成以太網(wǎng)的mac層和phy層，以此開(kāi)發(fā)的系統當然會(huì )在靈活性方面更勝一籌。freescale公司在最近推出的網(wǎng)絡(luò )芯片mc9s12ne64便是在集成度方面的一次開(kāi)拓性嘗試。

　　mc9s12ne64單片機特點(diǎn)

　　mc9s12ne64是freescale公司在2004年推出的一款s12系列的網(wǎng)絡(luò )單片機。它內部集成了以太網(wǎng)控制模塊和以太網(wǎng)物理層驅動(dòng)模塊，兼容ieee 802.3標準。和常用的網(wǎng)卡芯片一樣，ne64的工作模式能夠設定為10mbps/100mbps全雙工/半雙工，并且擁有自適應的功能，可以滿(mǎn)足不同物理環(huán)境的要求。

　　ne64芯片與一般網(wǎng)卡芯片不同的是它的以太網(wǎng)緩沖區的設計，一般網(wǎng)卡芯片使用fifo作為緩沖區，這種設計可以最大限度的發(fā)揮緩沖區的作用。ne64內部則是使用3塊ram作為緩沖區，兩塊用于接收，一塊用于發(fā)送，而且ram大小可以用戶(hù)設定。因為用于控制，以太網(wǎng)數據包一般少用到1.5kb的最大傳輸，所以這種用戶(hù)設定大小的緩沖ram帶來(lái)了應用上的靈活性，而節約下來(lái)的ram也可以被用戶(hù)程序使用。

　　ne64的cpu是速度為50mhz的明星內核(star core)，總線(xiàn)時(shí)鐘可以達到25mhz，此外它還有8kb的片內ram和64kb的片內f(wàn)lash，因此只是一塊ne64芯片，就可以在眾多中低端網(wǎng)絡(luò )應用領(lǐng)域取代以往的外擴芯片設計模式。

　　除了以上資源以外，mc9s12ne64內部還集成8路10位adc，各種串口(2個(gè)sci、1個(gè)spi、1個(gè)i2c)，以及一些單片機常用模塊，如定時(shí)器、振蕩器等，功能足夠強大。

　　ne64的封裝形式有112引腳lqfp和80引腳qfp兩種，112引腳的封裝形式引出了總線(xiàn)擴展用的幾組i/o，便于總線(xiàn)的擴展。

　　在線(xiàn)開(kāi)發(fā)方法

　　對于新型單片機，最重要的是要熟知它的特性，建立開(kāi)發(fā)環(huán)境，然后著(zhù)手開(kāi)發(fā)。筆者制作了基于ne64的硬件開(kāi)發(fā)平臺，同時(shí)繼承實(shí)驗室以前的積累，編寫(xiě)了片上調試監控程序，用于軟件調試。以此為開(kāi)發(fā)環(huán)境，實(shí)現了一個(gè)以太網(wǎng)服務(wù)器，用于以太網(wǎng)數據和串口數據的轉換，詳細介紹如下。

　　硬件開(kāi)發(fā)