浅谈AT91RM9200在以太网接口模块应用

0 引 言

在Internet飞速发展的今天，网络已经渗透到生活的方方面面，与网络的结合已经成为嵌入式系统发展的必然趋势。目前，ARM微处理器已经在多个领域中得到应用，各种基于ARM微处理器的设备应用数量已经远远超过了通用计算机，基于ARM微处理器的开发应用正成为数字时代的技术潮流。ARM（Advanced RISC Machines）是微处理器行业的一家知名企业，设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。技术具有性能高、成本低和能耗省的特点。适用于多种领域，比如嵌入控制、消费/教育类多媒体、DSP和移动式应用等。

l AT91RM9200简介

AT91RM9200是基于ARM920T核的高性能、低功耗16/32位RISC（精简指令集计算机）微处理器。其内部集成丰富的外设资源，适用于要求外设资源丰富、功耗低、工作严格稳定的工业控制和野外仪器等方面。 从而为低功耗，低成本，高性能的计算机应用提供了一个单片解决方案。适用于要求外设资源丰富，功耗低，工作稳定的工业控制等方面。

AT91RM9200处理器主要具有如下特点：1）低功耗：VDDCORE电流为30.4mA,待机模式电流为3.1mA.2）双向、32位外部数据总线支持8位、16位、32位数据宽度读写，支持SDRAM、static Memory、Burst Flash、Compact FLASH和NAND Flash,满足采集站对于数据的采集和处理要求。3）提供一系列符合工业标准的外设接口，如：USART、SSC、SPI、USB及I2C等。4）具有20通道外围数据控制器（PDC或DMA），可以数据的传输更快，同时可以减轻CPU的负担，以便实时响应其它的处理。5）支持USB 2.0（12Mbps）主机端口，可以方便在野外采集时另接存储器，以便持续采集。 6）支持以太网10/100,可以很方便的实现采集之间的快速通信。

2 最小系统设计

硬件系统设计是嵌入式系统设计的基础，ARM系统硬件平台主要分为两部分：一部分为基于ARM处理器的最小系统；另一部分为外围扩展电路。系统只有在硬件最小系统调试稳定的基础上，才能灵活、轻松地扩展出其他外围应用，所以最小系统是保证微处理器可靠工作所必须的基本电路。基于AT91RM9200微处理器的最小系统由微处理器、电源电路、时钟电路、复位电路、JTAG接口、存储器模块、串行调试接口等电路组成。

2.1 电源电路设计

在系统中AT91RM9200需要1.8 V和3.3 V电源，另外，大部分外围器件需要3.3 V电源，小部分外围器件还需要5 V电源，假设输入电压为5 V直流稳压电源。为了得到可靠的3.3 V电压，此处选用的电压转换芯片是NCPlll7ST33T3,它的输入电压为5 V,输出电压为3.3 V,最大输出电流为0.8 A.同样，为了得到可靠的1.8 V电压，选用NCPlll7STl8T3,它的输入电压为5 V,输出电压为1.8 V,最大输出电流为0.8 A.由于3.3 V和1.8 V属于NCPlll7系列的2个固定输出电压，所以设计比较简单，只需要在电路中与芯片并联2个典型值为10 tLF、的滤波电容即可。

2.2 时钟电路设计

时钟电路为AT91RM9200和其他外设电路提供工作时钟。处理器内部带有锁相环电路，所以外接频率比较低的晶体振荡器，该设计用晶体振荡器Y1（20 MHz）作为系统的主时钟振荡器。处理器内部还带有实时时钟电路，还需要外接32.768 kHz的晶体振荡器。振荡器产生的主时钟和慢时钟经过微处理器内部2个锁相环后，产生系统所需的各种主时钟、外设时钟以及USB器件工作时钟。振荡器（英文：oscillator）是用来产生重复电子讯号（通常是正弦波或方波）的电子元件。其构成的电路叫振荡电路。能将直流电转换为具有一定频率交流电信号输出的电子电路或装置。种类很多，按振荡激励方式可分为自激振荡器、他激振荡器；按电路结构可分为阻容振荡器、电感电容振荡器、晶体振荡器、音叉振荡器等；按输出波形可分为正弦波、方波、锯齿波等振荡器。广泛用于电子工业、医疗、科学研究等方面。

2.3 复位电路设计

AT91RM9200有2个独立的复位信号，即系统复位信号NRST与调试复位信号NTRSI,都是低电平有效。系统上电后，AT91RM9200必须执行一个上电复位，在过渡状态下，它的强制复位信号为低，直到电源电压和振荡器工作频率稳定为止。此外，NRST和NTRST还可以手动复位，以方便用户调试程序。

2.4 存储器模块设计

存储器模块包括NOR FLASH存储器和SDRAM存储器。

NOR FLASH存储器用于存储系统运行所需的程序和重要数据，即使掉电，程序和数据也不会丢失。该设计中所用芯片是Atmel公司生产的AT49BNl614T,以保持与AT91RM9200的兼容性，其存储容量为2 MB,工作电压为3.3 V,采用56引脚TSOP封装，具有16位数据宽度。AT91RM9200需要以下引脚与之对应相连：A[1:21],D[0:15