以太网通信接口的设计与实现

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ＡＤ〔００．．３１〕是ＰＣＩ总线的共享地址和数据线,每一次ＰＣＩ传送都分为地址周期和数据周期。在地址周期,采用０型读写时,ＡＤ〔００．．３１〕的内容如下,ＡＤ〔００〕和ＡＤ〔０１〕总为“００”,因为配置读写是以双字为单位的,ＡＤ〔０２〕～ＡＤ〔０７〕是要读写的ＰＣＩ配置空间的寄存器号ＡＤ〔０８〕～ＡＤ〔１０〕是设备的功能号在一块ＰＣＩ卡上有多个功能设备时,为了进一步区分不同的设备就要用到这几位,由于Ｒｅａｌｔｅｋ８０２９是单功能设备,故这几位全为０,ＡＤ〔１１〕～ＡＤ〔３１〕是设备选择位,其中必须有且仅有一位为“１”,如图２所示,这在物理上表现为总线的ＡＤ〔１１〕～ＡＤ〔３１〕中有一根为高电平如果输出高电平的这根线与某块ＰＣＩ卡的ＰＣＩＩＤＳＥＬ引脚相连,这块卡就会被激活,这样,在紧接着的数据周期中,它就会将其ＰＣＩ配置空间相应寄存器中的内容放到总线上以供读龋

（３）ＰＣＩ_ＦＲＡＭＥ、ＰＣＩ_ＤＥＶＳＥＬ、ＰＣＩ_ＩＲＤＹ、ＰＣＩ_ＴＲＤＹ引脚的处理

上述四个引脚均是低电平有效,因此需要接上拉电阻,以保证在设备未驱动该引脚时处于稳定的无效状态,上拉电阻的阻值在１ｋΩ～１０ｋΩ范围内,阻值越小,则将该信号驱动为有效的时间越短,但太小又会导致电流过大,所以,要权衡考虑,本设计选用４．７ｋΩ。

上述三点对脱机情况下ＰＣＩ设备的互连具有较普遍的参考意义,除此之外,本设计还有以下比较特殊的几点：

●应将ＴＭ１３００的ＰＣＩ,ＩＮＴＡ引脚配置为输入,以便接收Ｒｅａｌｔｅｋ８０２９的中断;

●ＰＣＩ时钟由ＴＭ１３００提供;

●Ｒｅａｌｔｅｋ８０２９的复位信号也就是ＴＭ１３００的复位信号,该信号由外部电路提供;

●ＴＭ１３００的ＰＣＩＳＴＯＰ、ＰＣＩＳＥＲＲ引脚悬空,表示Ｒｅａｌｔｅｋ８０２９不具备相应的附加功能。另外,ＴＭ１３００的ＰＣＩＩＮＴＢ、ＰＣＩＩＮＴＣ、ＰＣＩＩＮＴＤ引脚可以用作用户中断。

３　软件设计

该接口设计的软件结构框图如图３所示。其中ＴＭ１３００运行于ｐＳＯＳ,它是一个简单的实时多任务嵌入式操作系统,带有ｐＮＡ＋网络组件,其ｐＮＡ＋相当于ＴＣＰ／ＩＰ协议栈的扩展,它向上可提供应用程序编程的ｓｏｃｋｅｔ接口,向下可定义一个与网络接口层交互的接口,其中包括８个函数,分别是：ｎｉ_ｉｎｉｔ（接口芯片初始化）、ｎｉ_ｂｒｏａｄ－ｃａｓｔ（发送广播分组）、ｎｉ_ｓｅｎｄ（发送普通分组）、ｎｉ_ｇｅｔｐｋｂ（申请发送缓冲区）、ｎｉ_ｒｅｔｐｋｂ（归还接收缓冲区）、ｎｉ_ｉｏｃｔｌ（Ｉ／Ｏ控制操作）、ｎｉ_ｐｏｏｌ（统计量查询）、Ａｎｎｏｕｎｃｅ（网络接口驱动调用它把接收到的数据包提交给ｐＳＯＳ）。其中网络接口层在本应用中就是Ｒｅａｌｔｅｋ８０２９的驱动程序,它通过硬件抽象层来驱动Ｒｅａｌｔｅｋ８０２９（硬件抽象层是ＰＣＩ总线的配置读写和Ｉ／Ｏ读写指令集的总称）。

软件执行的流程大致是：系统首先启动ｐＳＯＳ,并由它加载网络接口驱动程序,然后调用驱动程序的ｎｉ_ｉｎｉｔ函数,同时初始化Ｒｅａｌｔｅｋ８０２９的ＰＣＩ配置空间并设置Ｒｅａｌｔｅｋ８０２９的工作参数,之后启动用户任务。在这里,用户任务为Ｈ．２６３编码进程。它对ＶＩ口读入的源图像进行压缩编码后,将调用ｓｏｃｋｅｔ的接口函数ｓｅｎｄｔｏ（ｓｅｎｄｔｏ是ＵＤＰ套接口专用的发送函数）,然后把码流发送给ｐＳＯＳ由ｐＳＯＳ根据ＵＤＰ协议进行封装后,再调用ｎｉ_ｓｅｎｄ函数,并由ｎｉ_ｓｅｎｄ完成数据包从系统主内存到Ｒｅａｌｔｅｋ８０２９片上ＲＡＭ的拷贝,然后启动Ｒｅａｌｔｅｋ８０２９发送数据。在接收情况下,Ｒｅａｌｔｅｋ８０２９收到一个完整的数据包后会用中断通知ＣＰＵ,然后由ＣＰＵ执行中断服务程序。当中断服务程序将数据包从Ｒｅａｌｔｅｋ８０２９片上ＲＡＭ中拷贝到系统的主内存后,系统将调用Ａｎｎｏｕｎｃｅ函数并把数据块的指针、数据长度和其它信息提交ｐＳＯＳ,最后由ｐＳＯＳ将数据包沿协议栈一层层上传并作出相应的处理。

软件的设计和ｐＳＯＳ操作系统的关系比较密切,限于篇幅,本文不对ｐＳＯＳ作详细介绍,。本文接下来重点介绍ＰＣＩ配置空间的配置过程,这部分对于类似的设计有较普遍的参考意义。ＰＣＩ配置空间有６４个字节,ＰＣＩ片内的这些寄存器存储了该芯片的厂商号、设备号、设备类型等重要代码,还包括命令寄存器、基地址寄存器等控制其总线行为的寄存器,它们必须在设备初始化时正确配置,否则设备不能工

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