LPC23xx的自适应以太网通信接口设计
时间：05-26
来源：单片机与嵌入式技术应用
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3 PHY设备的配置
LPC23xx控制器提供了RMII和MMII与PHY设备进行数据通信。其中RMII负责网络数据的收发，MMII负责PHY设备的配置和当前状态的读取。本设计选取国家半导体公司DP83848I芯片作为以太网接口的PHY设备，其应用电路如图3所示。DP83848I可由硬件来配置，也可由软件来配置。本设计选择由硬件来配置，而通过MMII来读取DP83848I最新的状态。
以太网接口的自适应能力由DP83848I的自动协商功能体现出来。自动协商功能提供了一种在网络连接的两端之间交换配置信息的机制，在该机制下，这两端将自动选择最优的配置[34]。
DP83848I支持4种不同的以太网工作方式(10 Mbps半双工、10 Mbps全双工、100 Mbps半双工和100 Mbps全双工)，自动协商功能在芯片配置的基础上自动选择性能最高的工作方式。DP83848I的AN_EN、AN1 和AN0 引脚的电平控制着自动协商功能。在RESET_N引脚输入低脉冲(复位信号)期间，会采样AN_EN、AN1 和AN0的电平来决定芯片的工作方式，当AN_EN、AN1 和AN0全为"1"的时候，即图3中接入R1、R2和R3，4种工作方式均在协商的范围之内[5]。
LPC23xx对DP83848I的配置过程如下：
① 发送脉宽大于1 μs的复位信号，等待自动协商过程完成；
② 查询基本模式状态寄存器(BMSR)的第5位，当该位变高时，表明自动协商过程完成，结束等待；
③ 查询BMSR的15、14、13、12和11位，获取以太网接口的工作方式；
④ 配置LPC23xx以太网控制器的工作方式。
图3以太网接口的PHY设备的硬件电路
关于如何通过MMII读写DP83848I的内部寄存器，请查阅参考文献[2]的149150页，在此不再赘述。
本文介绍了以LPC23xx以太网控制器为依托、以DP83848I为PHY设备而设计的一种自适应以太网接口。应用了较新的电子器件和电子技术，为嵌入式系统中以太网底层的软硬件设计提供了参考，也为TCP/IP协议在嵌入式系统上实现提供了硬件平台。
作者： 南京北方信息产业集团有限公司 扶文树 何军 陈国胜 琚璐
参考文献
[1] 韩光洁, 赵海,等．Embedded Internet 技术及其综述[J]．小型微型计算机系统，2004, 25(5)：798-802．
[2] Philips Semiconductor．LPC2364/6/8/78 User manual, Rev 016，200610．
[3] 王廷尧．以太网技术与应用[M]．北京：人民邮电出版社，2005．
[4] 刘树波，叶季平．嵌入式系统中快速以太网适配器设计[J]．武汉大学学报: 工学版，2003,36(5)：123-126．
[5] National Semiconductor．DP83848I PHY TER Industrial Temperature Single Port 10/100 Mb/s Ethernet Physical Layer Transceiver,200704．
扶文树（博士、工程师），主要从事嵌入式系统的软硬件研发工作。
LPC23xx控制器提供了RMII和MMII与PHY设备进行数据通信。其中RMII负责网络数据的收发，MMII负责PHY设备的配置和当前状态的读取。本设计选取国家半导体公司DP83848I芯片作为以太网接口的PHY设备，其应用电路如图3所示。DP83848I可由硬件来配置，也可由软件来配置。本设计选择由硬件来配置，而通过MMII来读取DP83848I最新的状态。
以太网接口的自适应能力由DP83848I的自动协商功能体现出来。自动协商功能提供了一种在网络连接的两端之间交换配置信息的机制，在该机制下，这两端将自动选择最优的配置[34]。
DP83848I支持4种不同的以太网工作方式(10 Mbps半双工、10 Mbps全双工、100 Mbps半双工和100 Mbps全双工)，自动协商功能在芯片配置的基础上自动选择性能最高的工作方式。DP83848I的AN_EN、AN1 和AN0 引脚的电平控制着自动协商功能。在RESET_N引脚输入低脉冲(复位信号)期间，会采样AN_EN、AN1 和AN0的电平来决定芯片的工作方式，当AN_EN、AN1 和AN0全为"1"的时候，即图3中接入R1、R2和R3，4种工作方式均在协商的范围之内[5]。
LPC23xx对DP83848I的配置过程如下：
① 发送脉宽大于1 μs的复位信号，等待自动协商过程完成；
② 查询基本模式状态寄存器(BMSR)的第5位，当该位变高时，表明自动协商过程完成，结束等待；
③ 查询BMSR的15、14、13、12和11位，获取以太网接口的工作方式；
④ 配置LPC23xx以太网控制器的工作方式。
图3以太网接口的PHY设备的硬件电路
关于如何通过MMII读写DP83848I的内部寄存器，请查阅参考文献[2]的149150页，在此不再赘述。
本文介绍了以LPC23xx以太网控制器为依托、以DP83848I为PHY设备而设计的一种自适应以太网接口。应用了较新的电子器件和电子技术，为嵌入式系统中以太网底层的软硬件设计提供了参考，也为TCP/IP协议在嵌入式系统上实现提供了硬件平台。
作者： 南京北方信息产业集团有限公司 扶文树 何军 陈国胜 琚璐
参考文献
[1] 韩光洁, 赵海,等．Embedded Internet 技术及其综述[J]．小型微型计算机系统，2004, 25(5)：798-802．
[2] Philips Semiconductor．LPC2364/6/8/78 User manual, Rev 016，200610．
[3] 王廷尧．以太网技术与应用[M]．北京：人民邮电出版社，2005．
[4] 刘树波，叶季平．嵌入式系统中快速以太网适配器设计[J]．武汉大学学报: 工学版，2003,36(5)：123-126．
[5] National Semiconductor．DP83848I PHY TER Industrial Temperature Single Port 10/100 Mb/s Ethernet Physical Layer Transceiver,200704．
扶文树（博士、工程师），主要从事嵌入式系统的软硬件研发工作。
- ARM/DSP双核系统的通信接口设计 (02-26)