RTL8019型控制器與DSP的接口設(shè)計(jì)及編程技巧

　　基于美國TI公司的高速數(shù)字信號處理器，詳細(xì)描述RTL8019型以太網(wǎng)控制器的性能特點(diǎn)和引腳功能。同時(shí)給出DSP與RTL8019的硬件電路接口設(shè)計(jì)方法及DSP控制RTL8019進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)南鄳?yīng)軟件編程方法。

　　1 引言

　　數(shù)字信號處理器(DSP)具有先進(jìn)的并行處理結(jié)構(gòu),特別適合于信號處理，已經(jīng)越來越多地應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域和各類儀器儀表的開發(fā)設(shè)計(jì)?；ヂ?lián)網(wǎng)絡(luò)硬件和軟件的迅猛發(fā)展使得網(wǎng)絡(luò)用戶呈指數(shù)增長,在使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的同時(shí)，各種家電設(shè)備、儀器儀表以及工業(yè)生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)采集與控制設(shè)備逐步走向網(wǎng)絡(luò)化，以便共享網(wǎng)絡(luò)中龐大的信息資源。在電子設(shè)備日趨網(wǎng)絡(luò)化的背景下，利用高速數(shù)字信號處理器控制RTL8019實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)通訊具有十分重要的意義。

　　TMS320F206是TI公司生產(chǎn)的16-bit定點(diǎn)DSP，它有l(wèi)條程序總線和3條數(shù)據(jù)總線，采用了改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)，內(nèi)含高度并行的32-bit算術(shù)邏輯單元、16×16-bit并行硬件乘法器、片內(nèi)存儲器和片內(nèi)外設(shè)，配備了高度專業(yè)化的指令集，功耗相當(dāng)?shù)?，特別適合于信號處理。RTL8019采用100引腳POFP封裝，性能優(yōu)良，價(jià)格低。它支持PnP自動探測．符合EthernetⅡ與IEEE802.3(10Base5、10Base2、10BoseT)標(biāo)準(zhǔn)，內(nèi)嵌16 KB SRAM，有全雙工通信接口，可以通過交換機(jī)在雙絞線上同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù),使帶寬從lO MHz增加到20 MHz，是進(jìn)行以太網(wǎng)通信的理想器件。本文即結(jié)合DSP處理器的特點(diǎn),詳細(xì)介紹Realtek公司生產(chǎn)的RTL8019型以太網(wǎng)控制器的硬件電路設(shè)計(jì)方法及編程技巧。

　　2 RTL8019的主要引腳功能

　　AEN(34)：地址使能引腳，決定電路被分得的地址空間：
　　INT0-INT7(97~100，1~4)：中斷請求引腳；
　　IOCHRDY(35)：讀/寫命令準(zhǔn)備引腳；
　　IOCSl6B(96)：8位/16位數(shù)據(jù)選擇引腳，高電平選擇16位數(shù)據(jù)總線，低電平選擇8位數(shù)據(jù)總線；
　　IORB，IOWB(29，30)：I/O端口讀命令、寫命令；
　　SMEMRB，SMEMWB(3l，32)：寄存器讀命令、寫命令；
　　RSTDRV(33)：復(fù)位信號；
　　SD0-SDl5(36～43，87，88，90～96)：數(shù)據(jù)線；
　　SA0-SDl9(5，7~13，15，16，18～27)：地址線；
　　X1(50)：20 MHz晶體振蕩器或外部晶體振蕩器輸入引腳；
　　LEDBNC，LEDO，LEDl，LED2(60~63)：網(wǎng)卡狀態(tài)指示；
　　TPOUT+、TPOUT-、TPIN-、TPIN+(45，46，58，59)；數(shù)據(jù)發(fā)送和接收引腳。
　　
　　3 寄存器配置

　　RTL8019有4頁寄存器組，每頁寄存器組有16個寄存器。進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信時(shí)需要對這些寄存器進(jìn)行設(shè)置。

　　CR是控制命令寄存器，地址是00H，這個寄存器用來選擇寄存器頁，控制遠(yuǎn)程DMA操作。其中STP(O bit)是停止命令位，PSO、PSl(6 bit、7 bit)是頁寄存器選擇位，在實(shí)際配置寄存器時(shí)，首先要指定要配置的寄存器屬于哪一頁(就是進(jìn)行PSI和PSO的設(shè)置)，然后對該頁中的寄存器寫入配置信息。

　　PSTART是接收緩沖區(qū)起始頁位置，地址是01H。
　　PSTOP是接收緩沖區(qū)中止頁位置，地址是02H。
　　BNRY是邊界寄存器，地址是03H。
　　TSR是發(fā)送狀態(tài)寄存器，TPSR是發(fā)送緩沖區(qū)起始頁位置，地址是04H。
　　NCR是發(fā)送期間碰撞次數(shù)，地址是05H。
　　FIFO是回環(huán)檢測后，查看FIFO內(nèi)容，地址是06H。
　　ISR是中斷狀態(tài)寄存器，寫“1”清除內(nèi)部所有寄存器位，地址是07H。
　　CRDAO，CRDAl是當(dāng)前的遠(yuǎn)程DMA地址寄存器，地址是08H、09H。
　　RBCR0，RBCRl是遠(yuǎn)程DMA字節(jié)計(jì)數(shù)寄存器，地址是0AH、OBH。
　　RSR接收狀態(tài)寄存器，RCR是接收配置寄存器，地址是0CH。
　　TCR發(fā)送配置寄存器，TSR是發(fā)送狀態(tài)寄存器，CNTR0是幀同步錯總計(jì)數(shù)器，地址是0DH。
　　DCR是數(shù)據(jù)配置寄存器，CNTRl是CRC錯總計(jì)數(shù)器，地址是0EH。
　　CNTR2是丟包總計(jì)數(shù)器，地址是0FH。
　　遠(yuǎn)程DMA端口寄存器，地址是10H。
　　復(fù)位端口寄存器，地址是1AH。

　　要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信必須對網(wǎng)絡(luò)控制器的各個寄存器初始化，初始化比較煩瑣，但非常重要，它決定網(wǎng)絡(luò)通信的一些重要參數(shù)。初始化時(shí)需要對上述的各個寄存器進(jìn)行詳細(xì)配置。

　　4 硬件接口電路設(shè)計(jì)

　　在具體應(yīng)用中，由于DSP本身的限制，進(jìn)行了一系列的簡化設(shè)計(jì)。采用跳線工作方式即網(wǎng)卡的I/0和中斷由跳線決定，JP引腳接高電平時(shí)選擇16位數(shù)據(jù)總線。僅通過4條地址線A0-A3選擇RTL8019的寄存器地址和存儲器地址，控制并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀取。LEDBNC、LEDO、LEDl、LED2網(wǎng)卡狀態(tài)指示引腳連接發(fā)光二極管，便于直觀判斷網(wǎng)卡狀態(tài)。通過GAL22V10型邏輯編程器對RTL8019的片選信號進(jìn)行控制。具體的硬件接口電路圖如圖1所示。
 

　　5 軟件編程

　　TMS320F206的用戶可以用匯編語言或C語言進(jìn)行源程序的編寫，用C語言開發(fā)出的系統(tǒng)易于維護(hù)，可靠性高，可移植性好。下面介紹用C語言編寫的RTL8019的開發(fā)程序。由于篇幅有限，本文僅給出RTL8019的初始化程序和接收包子程序。

　　void ethernetinit()
　　

　　6 結(jié)束語

　　本文詳細(xì)論述了RTL8019的引腳功能、寄存器配置、硬件配置和軟件編程方法，這些同樣可以作為單片機(jī)、微處理器以及PC等其他應(yīng)用系統(tǒng)對于網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)計(jì)的直接參考，用戶也可以針對自己的特殊需要進(jìn)行一些特殊設(shè)置。這些方面的研究和逐步推進(jìn)將為測控領(lǐng)域注入新的生機(jī)和活力。