基于AT91RM9200的以太網接口模塊設計
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2．5 JTAG接口電路設計
JTAG是一種國際標準測試協議，主要用于芯片內部測試及對系統進行仿真、調試，是開發、調試嵌入式系統的一種簡潔高效的手段。它有兩種接口標準：14針接口和20針接口。該設計中選擇20針接口標準。JTAG調試接口設計是否標準，直接影響到硬件平臺是否能夠連接ARM仿真器。所以在設計時，有以下幾點需要注意：
(1)盡可能按照標準的20針接口設計。如果設計成14針接口，一定要嚴格按照14針接口對應于20針接口的對應關系來設計。
(2)nTRST和nRESET、引腳不用時，要用10 kΩ的電阻拉高，否則JTAG上這兩個引腳的信號不確定，會造成ARM調試器不能正常連接目標系統。
(3)JTAG上輸出的信號都要用10 kΩ的電阻拉高。
2．6 UART、串行接口電路設計
AT91RM9200的UASRT作為同步／異步串行接口，在調試狀態下作為調試串口；在正常工作狀態下為一般串行口使用，可以通過RS 232實現與其他設備的通信。該設計中的UART、接口芯片是MAX3232，其工作電壓為3．3 V，16引腳SOIC封裝。其最為簡單且常用的是三線制接法，即地線，接收數據線和發送數據線三腳對應相連。
在完成以上幾部分電路設計后，基于AT91RM9200的嵌入式系統就具有了安全可靠的工作條件，也為下面的擴展以太網接口設計打下了良好的基礎。本文引用地址：http://www.104case.com/article/152469.htm
3 以太網接口設計
在ARM系統中，以太網接口是與遠程機進行通信及調試的基礎，還可以進行內部局域網和互聯網間的通信。而基于ARM的系統若沒有以太網接口，其應用價值就會大打折扣。因此，就整個嵌入式系統而言，以太網接口電路是必不可少的，但同時也是相對復雜的。
從硬件的角度看，以太網接口電路主要由MAC控制器和物理層接口(PHY)兩大部分構成。該設計中所用到的以太網接口芯片RTL8019AS，其內部結構包含這兩部分。RTL8019AS是一款高集成度的以太網控制芯片，具有8／16位總線模式，集成了IEEE802．3協議標準的MAC層和PHY層的性能，與NE2000相兼容，支持以太網全雙工通信方式；支持UTP，AUI和BNC自動檢測，支持16位I／O基本地址選項和額外I／O地址輸入／輸出完全解碼方式；支持存儲器瞬時讀寫，收發可同時達到10 Mb／s的速率，內置16 KB的SRAM，可以方便地與微處理器進行連接。它支持多種嵌入式處理器芯片，內置有FIFO緩存器用于發送和接收數據。
3．1 以太網接口工作原理
使用RTL8019AS作為以太網的物理層接口，它的基本工作原理是：在收到由主機發來的數據包后，偵聽網絡線路。如果線路忙，它就等到線路空閑為止，否則，立即發送該數據幀。在發送過程中，首先為數據包添加幀頭(包括前導字段和幀開始標志)，然后生成CRC校驗碼，最后將此數據幀發送到以太網上。
在接收過程中，它將從以太網收到的數據包在經過解碼、去幀頭和地址校驗等步驟后緩存在片內。在CRC校驗通過后，它會根據初始化配置情況，通知RTL8019AS收到了數據包。最后，用某種傳輸模式(I／O模式、Memory模式、DMA模式)傳到ARM系統的存儲區中。
3．2 硬件電路設計
用RTL8019AS芯片設計的以太網控制器相關電路，可以通過RJ45連上以太網，在判斷網卡芯片是否工作正常時，有兩個依據，一是看狀態指示LED是否有閃爍；二是用專用網絡監聽工具軟件進行監聽。在本設計中用兩個LED指示燈表示接收和發送狀態，當有網絡連接且收發數據包時，LED閃爍。此外，網卡芯片單獨不能工作，還必須有一個網絡變壓器在RJ45接口和網卡芯片中間進行電平轉換，該設計中所用的電平轉換器是20F001N。另外要特別注意，由于RTL8019AS的復位引腳是高電平有效，而AT91RM9200的NRST引腳是低電平有效，所以不能直接將兩個引腳進行連接。該設計所用的解決方法是：在兩引腳間加上一個共發射極的三極管，利用它的反相作用，來達到兩個復位引腳間的電平匹配。同時，為了提高數據的傳輸速率，需要將網卡芯片設計成16位的數據通道，這就要求將RTL8019AS的IOCSl6B引腳用電阻上拉來達到設計目的。RTL8019AS與AT91RM9200進行連接還需要以下引腳：NOE，NEW，NCS2，D[O：15]，一條中斷線IRQ0以及地址線A[O：4](設計RTL8019AS的I／O基地址為300H，所以只需要SA[O：4]接A[O：4]，而A[5：19]只需要接地即可)。至此，硬件電路已經設計完畢，整個電路的結構框圖如圖1所示。
4 軟件設計
4．1 以太網口初始化
初始化第一步是復位以太網口。以太網口復位分為硬件復位和軟件復位。硬件復位通過給RTL8019AS的RESET引腳發送一個復位脈沖；軟件復位通過寫端口達到復位，也就是給18～1F之間的任意一個寄存器寫入任意一個數，就使得以太網口復位。第二步是設置一些寄存器的初始值，寄存器保存本機的物理地址，只有和寄存器保存的物理地址相同的以太網幀才被接收(RCR寄存器中PRO=O)。
以太網口第一次復位必須是硬件復位，硬件復位以后要經過大約10 ms的等待才能對以太網口操作，特別是發送和接收操作。
4．2 以太網口存儲及初始化
RTL8019AS內部RAM地址范圍從0x0000～0x7FFFF，其中0x4000～Ox7FFF用作接收和發送緩沖區。緩沖區是按頁管理的，256 b為一頁，這樣接收發送緩沖頁面是0x40～0x7F。發送緩沖區的起始頁在TPSR寄存器中設置，接收緩沖區的起始頁在PSTART寄存器中設置，PSTART實際上也表明了發送緩沖區的結束頁。接收緩沖區的結束頁是PSTOP。所以發送緩沖區的頁從TPSR到PSTART-1，接收緩沖區的頁從PSTART到PSTOP-1。一般設置如下：
使發送緩沖區可以容納下兩個最大以太網幀(最大為1 514 B)，第一個幀放在SEND_START_PAGEO起始頁，第二個幀放在SEND_START_PAGE1起始頁，剩下的緩沖區都作為接收緩沖區。
RTL8019AS內部RAM是雙口 RAM，因為它要支持兩個獨立的操作：一個是用戶CPU讀取RAM中的內容，對這個操作RTL8019AS提供一個讀寫口，也就是寄存器中的Remote DMA Port；另一個是RTL8019AS內部控制電路把從網絡接收的數據寫入RAM中，這時RAM稱為Local DMA。RTL8019AS通過Local DMA寫入RAM是不需要用戶干涉的，它通過Remote DMA Port讀寫RAM。
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