網(wǎng)絡(luò )控制器DM9000A在嵌入式系統中的應用

摘要：介紹網(wǎng)絡(luò )接口芯片DM9000A與ARM處理器AT91RM9200之間的硬件接口設計，實(shí)現了在嵌入式Linux系統中網(wǎng)絡(luò )驅動(dòng)開(kāi)發(fā)。

關(guān)鍵詞： DM9000A；Linux；嵌入式系統；網(wǎng)絡(luò )驅動(dòng)

　　賈東耀：工程師，研究方向為嵌入式系統、計算機測控技術(shù)。

引言

　　目前，網(wǎng)絡(luò )技術(shù)在電子產(chǎn)品中的應用越來(lái)越廣，更多的嵌入式設備需要提供網(wǎng)絡(luò )接口，以方便與外部互聯(lián)通訊?，F在流行的大多數嵌入式CPU(如ARM、PPC)都提供了此類(lèi)接口，但對于一些相對復雜的嵌入式系統來(lái)說(shuō)，可能需要擴展以太網(wǎng)口，以滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò )通訊需要。本文介紹一種新款網(wǎng)絡(luò )接口芯片DM9000A，它可以很方便的實(shí)現與嵌入式CPU的接口，實(shí)現擴展以太網(wǎng)口的功能。

DM9000A

　　DM9000A是中國臺灣DAVICOM公司推出的一款高速以太網(wǎng)接口芯片，其基本特征是：集成10/100M物理層接口；內部帶有16K字節SRAM用作接收發(fā)送的FIFO緩存；支持8/16bit兩種主機工作模式；通過(guò)HP認證的AUTO-Mdix(支持直接互連自動(dòng)翻轉)功能；支持TCP/IP加速(IPV4 check sum offload)減輕CPU負擔，提高整機效能；10ns I/O讀寫(xiě)時(shí)間。DM9000A以太網(wǎng)控制器遵循IEEE頒布的802.3以太網(wǎng)傳輸協(xié)議。該電路還集成了EEPROM接口，自舉時(shí)通過(guò)EEPROM接口輸入到芯片中，從而實(shí)現自動(dòng)初始化。

硬件接口設計

　　DM9000A可以很方便的與目前主流的嵌入式CPU以8位或16位的總線(xiàn)方式連接，本文設計的系統CPU為AT91RM9200，它是一個(gè)采用ARM核的32位微處理器。二者的接口設計如圖1。

圖1  DM9000A與AT91RM9200硬件連接

　　系統上電時(shí)，AT91RM9200通過(guò)總線(xiàn)配置DM9000A內部網(wǎng)絡(luò )控制寄存器(NCR)、中斷寄存器(ISR)等，完成DM9000A的初始化。隨后，DM9000A進(jìn)入數據收發(fā)等待狀態(tài)。當AT91RM9200向以太網(wǎng)發(fā)送數據時(shí)，先將數據打包成UDP或IP數據包，并通過(guò)16 bit總線(xiàn)發(fā)送到DM9000A的數據發(fā)送緩存中，然后將數據長(cháng)度等信息填充到DM9000A的相應寄存器內，使能發(fā)送。當DM9000A接收到外部網(wǎng)絡(luò )送來(lái)的以太網(wǎng)數據時(shí)，首先檢測數據幀的合法性，如果幀頭標志有誤或存在CRC校驗錯誤，則將該幀數據丟棄。否則將數據幀緩存到內部RAM，并通過(guò)中斷標志位通知AT91RM9200，由AT91RM9200對DM9000A接收到的數據進(jìn)行處理。

Linux驅動(dòng)實(shí)現

　　Linux網(wǎng)絡(luò )驅動(dòng)體系結構
　　在Linux操作系統中的設備驅動(dòng)，根據各類(lèi)外圍I/O設備的不同，分為三類(lèi)，即字符設備(如鍵盤(pán)、LCD) 驅動(dòng)、塊設備(如硬盤(pán)、CF卡) 驅動(dòng)和網(wǎng)絡(luò )設備(如網(wǎng)卡) 驅動(dòng)。 Linux網(wǎng)絡(luò )設備驅動(dòng)程序結構上由四部分組成(圖2)：網(wǎng)絡(luò )協(xié)議接口，網(wǎng)絡(luò )設備接口，設備驅動(dòng)功能層及網(wǎng)絡(luò )設備介質(zhì)。

圖2  Linux網(wǎng)絡(luò )驅動(dòng)體系結構