位單片機(jī)與以太網(wǎng)控制器RTL8029接口的VHDL設(shè)計(jì)
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讀配置的過(guò)程：首先送地址，送命令(命令值為1010B)和字節(jié)使能，再讀配置空間中的內(nèi)容。
寫(xiě)配置的過(guò)程：首先送地址，送命令(命令值為101lB)和字節(jié)使能，再送配置數(shù)據(jù)。
讀I／O的過(guò)程：首先送地址，送命令(命令值為0010B)和字節(jié)使能，再讀I／O空間中的內(nèi)容。
寫(xiě)I／O的過(guò)程：首先送地址，送命令(命令值為001lB)和字節(jié)使能，再送數(shù)據(jù)。
在I／O訪問(wèn)中，AD[1:O]兩位有特殊要求，需要與C／BE[3：0]相配合。當(dāng)C／BEO有效時(shí)，AD[1：O]必須為00，當(dāng)C／BE3有效時(shí)，AD[1：0]必須為11。在具體訪問(wèn)中，每當(dāng)一個(gè)設(shè)備地址譯碼選中后，便要檢查字節(jié)使能信號(hào)是否與AD[1：0]相符。如果二者矛盾，則整個(gè)訪問(wèn)將無(wú)法完成。因此，寫(xiě)單片機(jī)軟件需要參考PCI總線協(xié)議中關(guān)于這一部分的內(nèi)容，才能正確操作以太網(wǎng)控制器。
總線命令／字節(jié)使能(C／BE)寄存器的地址有效后的一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)，F(xiàn)RAME信號(hào)應(yīng)該有效，表示地址期開(kāi)始，C／BE[3：0]總線上為總線命令，地址期可以只持續(xù)一個(gè)周期，然后立即進(jìn)入數(shù)據(jù)期。在單片機(jī)系統(tǒng)中可以不考慮去支持復(fù)雜的PCI數(shù)據(jù)連發(fā)，進(jìn)入數(shù)據(jù)期后，F(xiàn)RAME信號(hào)應(yīng)立即拉回高電平，此時(shí)C／BE[3：0]總線上為字節(jié)使能。因此FRAME信號(hào)可以用總線命令／字節(jié)使能寄存器的地址信號(hào)來(lái)產(chǎn)生。
IRDY信號(hào)在數(shù)據(jù)期才有效，因此IRDY也可以由總線命令／字節(jié)使能寄存器的地址信號(hào)來(lái)產(chǎn)生或由FRAME信號(hào)來(lái)產(chǎn)生。
IDSEL信號(hào)只與配置訪問(wèn)有關(guān)，因此可以通過(guò)總線命令的命令字來(lái)產(chǎn)生。在I／O訪問(wèn)時(shí)。命令字的最高位bit3為O；在配置訪問(wèn)時(shí)。命令字的最高位bit3為l。因此，可以用該位來(lái)產(chǎn)生IDSEL信號(hào)。
另外前面已說(shuō)明，可將PCI接口當(dāng)作外部存儲(chǔ)器來(lái)訪問(wèn)，因此，要從8位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成32位的數(shù)據(jù)。PCI接口中需要設(shè)計(jì)以下寄存器：
寄存器0，對(duì)應(yīng)于32位數(shù)據(jù)／地址總線的AD[7：0]，用于寫(xiě)；
寄存器1，對(duì)應(yīng)于32位數(shù)據(jù)／地址總線的AD[15：8]，用于寫(xiě)；
寄存器2，對(duì)應(yīng)于32位數(shù)據(jù)／地址總線的AD[23：16]，用于寫(xiě)；
寄存器3，對(duì)應(yīng)于32位數(shù)據(jù)／地址總線的AD[31：24]，用于寫(xiě)：
寄存器4，對(duì)應(yīng)于32位數(shù)據(jù)／地址總線的AD[7：O]，用于讀；
寄存器5，對(duì)應(yīng)于32位數(shù)據(jù)／地址總線的．AD[1 5：8]，用于讀；
寄存器6，對(duì)應(yīng)于32位數(shù)據(jù)／地址總線的AD[23：16]，用于讀；
寄存器7，對(duì)應(yīng)于32位數(shù)據(jù)／地址總線的AD[31：24]，用于讀；
總線命令／字節(jié)使能寄存器，對(duì)應(yīng)于C／BE[3：0]；
復(fù)位寄存器，用于對(duì)RTL8029AS的硬件復(fù)位操作。
根據(jù)以上分析，得PCI接口原理框圖，如圖3所示。
3 接口的VHDL實(shí)現(xiàn)
PCI接口的VHDL代碼見(jiàn)本刊網(wǎng)站：www.dpj.com.cn。
以上代碼在Qaartus II下編譯并綜合，占用149個(gè)宏單元的資源，可選用CPLD器件MAx7l60來(lái)完成。
4 結(jié)語(yǔ)
本文所闡述的設(shè)計(jì)方法，已成功應(yīng)用在無(wú)線電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制中，通過(guò)5l單片機(jī)系統(tǒng)接入以太網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了在網(wǎng)絡(luò)上對(duì)遠(yuǎn)程機(jī)房設(shè)備的無(wú)人監(jiān)控。
評(píng)論