单芯片以太网瘦服务器的实现

应用实例

基于上面的开发平台，我们完成了一个以太网服务应用器的开发实例，它是一个RS232与以太网之间进行数据转换的模块。由于目前在工控领域，串行接口的应用还是很普遍的，不可能短时间内完成升级，想要把已有的串行接口设备接入以太网，就需要一个“黑盒子”接在串口和以太网之间，把以太网的数据转给串口，同时把串口的数据发送到以太网上。

此服务器主要的工作是使用UDP或者TCP来收发以太网数据包，对协议栈的齐备性要求不高，因此笔者使用一个uC/IP的精简版本作为以太网操作的协议栈。整体程序基于中断设计而成，这是考虑到NE64的MAC层可以产生接受中断，串口使用的SCI模块也可以产生中断，因此选择中断作为整个软件的基础，可以提高程序运行效率。详细的流程图图2所示。


  

图2 应用程序流程图

当系统上电完成各种初始化之后，就进入了循环等待中断的状态。此时当以太网的数据包发送到交互工具的时候，会触发一次以太网接收的中断，在中断程序中，系统首先存储远端地址，然后调用协议栈进行解包分析，把有用数据通过SCI发送给串口；同时当串口数据通过SCI中断接收进来的时候，系统调用协议栈，把数据发送到暂存的以太网远端地址。这样，系统不停的接收以太网上发来的数据，把它转换给串口，同时接收串口的数据，把它发送到以太网上。作为一个开发实例，这个系统的稳定性还是不错的，笔者把它接入所在局域网，网络环境不是很好，但在测试的48小时之内它的工作都是正常的。当然，如果要制作一个完备的产品，这样一个协议处理显得比较简陋了，还需要进一步完善。

协议栈运用

进行网络应用的开发，最关键在于根据本身资源选择一个比较合适的协议栈。由于MC9S12NE64的资源比较丰富，足以支持大部分的嵌入式协议栈。

目前商业化的协议栈一般比较昂贵，鉴于一般嵌入式的应用对协议栈的完备性要求不是很高，因此可以选择使用开放源代码的免费协议栈。Freescale为NE64选定了一个开放源代码的协议栈OpenTCP，他们与Viola Systems公司合作，已经把OpenTCP开放源码移植到了NE64。用户可以到www.freescale.com或者[url]www.opentcp.org[/url]网站上下载开发源代码。如果不用OpenTCP协议栈，别的一些开放源码，诸如lwIP，uC/IP等，也都是较好的选择。

结语

本文介绍了一款内部集成了以太网模块的单片机，以及其开发方式和网络设计应用，希望给读者带来以太网开发方面的新思路。MC9S12NE64内部集成以太网模块的尝试是对芯片集成化方向的一次开拓，或许NE64比起扩展式的网络模块设计方案有些欠缺，但面向中低端网络应用领域，其单片方式带来的灵活性与电磁兼容性还是颇具特色的。

参考文献：
1， 邵贝贝，‘单片机嵌入式应用的在线开发方法’，清华大学出版社，2004
2， W.Richard Stevens著，范建华等译，TCP/IP详解，北京，机械工业出版社，2000