基于COM20022的10Mbps令牌总线局域网

摘   要：       本文介绍如何利用COM20022实现令牌总线局域网。

引言

总线局域网的总线争用使得它不适合于一些对时间有严格要求的实时控制系统，而ARCNET(Attached Resource Computer NET)具有可靠性高、通信速率高、可确定的网络性能以及远距离通信能力等特点，是一种理想的现场总线技术。它具有以下3个突出优点：第一，它采用令牌传递协议保证在确定的时间内完成消息的传输；第二，它支持长度可变的数据帧(0~507字节)，额外开销小，加上其总线速率高(可达10Mbps)，使得其对短消息有良好的响应能力；第三，内置的16位CRC校验和数据链路层协议使得其有较高的可靠性和软件操作简单。ARCNET网络在物理上是一个总线网，而逻辑上却是一个令牌环。COM20022是SMSC公司的一款高速率嵌入式ARCNET控制器，利用COM20022容易实现10Mbps令牌总线局域网。

COM20022

COM20022支持总线速率最高可达10Mbps，速率可以在寄存器中设置。能够支持多种微处理器，数据总线口宽8/16位可选，集成了2K字节的双端口RAM，新增了可编程DMA通道。软件可编程节点ID号，支持最大255个节点。增加或减少节点时网络自动重构，支持重复节点ID检测。网络上所有的节点按节点ID由小到大的顺序构成一个逻辑环路，令牌沿着逻辑环在各个节点之间传递，获得令牌的节点就可以发送一个数据帧，如果没有数据发送，则令牌传递给相邻的下一个逻辑节点。令牌循环传递，为各个节点提供平等的网络访问服务。

图1  COM20022和8051的接口

图2  同轴电缆连接的令牌总线局域网

图3  双绞线连接的令牌总线局域网

图4  星形总线结构的令牌总线局域网

COM20022和微处理器的接口

COM20022为了能适配更多的微处理器的类型，而不增加额外引脚，它具有自动适配微处理器的功能。既能兼容INTEL的微处理器(如图1)，又能兼容MOTOROLA的微处理器。接入的总线有复合方式和非复合方式两种。COM20022是通过地址线A0的状态来确定其数据总线的类型的。若A0接地，COM20022为复合总线；若A0接微处理器的地址线A0，则COM20022为非复合总线。

下面是COM20022确定其数据总线类型的初始化程序：

unsigned char Com20022Init(COM20022_CONFIG xdata *cfg)

{

                     ...

    /*inTIalize the bus type of the Com20022*/

    TO_ADDR_LO_REG( 0 );       /*奇地址写操作*/

    temp = FROM_ADDR_LO_REG( );     /*奇地址

                                   读操作*/

                     ...

 }

首先对COM20022的奇地址寄存器进行一次写操作，然后进行一次读操作。一旦总线类型被确定，COM20022将会保持这种接口模式不变，直到下次复位为止。

COM20022网络接口驱动芯片

COM20022在互联时，距离非常近时可以不加驱动器，比如同一个仪器的内部。两个或多个(不超过255个)ARCNET设备需要连接时，就需要加上驱动器。图2和图3中都是用75176，这是一个直流耦合RS-485驱动器。由于RS-485接口比较简单，只需要5类双绞线就可以传输，所以安装和维护都比较方便。为了更方便选择传输媒质，还可以使用SMSC的HYC9088A，这是一个双绞线和同轴电缆兼容的驱动器，但是它只支持最高2.5Mbps总线速率。如果需要传输距离更远时，可以使用光纤收发器，传输距离可达一公里以上。

组网

利用COM20022可以做网卡，插入计算机的扩展槽，用连接电缆让所接入的计算机组成令牌总线局域网，也可以利用COM20022做数据传输设备实现点到点或点到多点的数据传输。为了更好的组网，也可以使用HUB来扩展网络。HUB分为两类，一类是无源HUB，一类是有源HUB。无源HUB价格便宜。无源HUB一般有4个端口，用来连接星形结构的同轴电缆收发器。有源HUB实际是一种电