基于ARM9 AT91RM9200T的嵌入式網絡接口

1 引言

　　當今時代設備網絡化是當今科技發展的趨勢。如何使用嵌入式系統將設備的遠程控制、數據的遠程傳輸數據轉發到網絡上呢？嵌入式網關使用嵌入式Linux操作系統，數據存儲芯片SDRAM、FLASH，網絡控制芯片DM9161等，實現網絡通訊的傳輸方案便是基于這種思想而設計的。

　　2 硬件設計

　　本系統采用ATMEL公司生產的微處理器AT91RM9200T 。其處理速度可達200MIPS，同時它也具有USB、Earthnet、支持RS485的紅外串口、IIC、SPI、SSC等豐富的片內資源。網口控制芯片DM9161， SDRAM和Flash接口。系統的硬件結構框架如圖1所示。

2.1 AT91RM9200T簡介

　　AT91RM9200T是英國ATMEL公司出品的一款工業級ARM9微處理器，處理速度可達200MIPS。其集成了USB 2.0 全速主機和設備端口及與10/100 Base-T 以太網媒體訪問控制器(MAC)。此外，它還提供一系列符合工業標準的外設。

　　2.2存儲器接口電路

　　存儲器接口電路包括兩個方面：一是RAM接口，主要存儲數據，采用PCI接口方式；二是Flash接口，主要存儲操作系統及應用軟件，采用并口形式與CPU相連。

　　2.2.1 Flash 存儲器接口電路

　　Flash 在系統中通常用于存放程序代碼、常量表以及一些系統掉電后要保存的數據。Flash存儲器是一種集成度高的、非易失存儲器。本系統采用Intel 公司生產的NOR flash，與NAND flash 相比，它的優點是可以直接從flash中運行程序，但工藝復雜，價格比較貴。

　　2.2.2 SDRAM 接口電路

　　SDRAM 是高速的動態隨機存取存儲器，在系統中主要用作程序的運行空間、數據及堆棧區。與Flash 存儲器相比較，SDRAM 不具有掉電保持數據的特性，但其存取速度大大高于Flash 存儲器，且具有讀/寫的屬性。

　　本系統采用兩片HY57V641620 并聯構成32 位的SDRAM 存儲系統，其中一片為高16 位，另一片為低16位。兩片HY57V641620 的CLK 端接的SDCLK 端、CLE 端接AT91RM9200的 CLE 端。

　　2.2.3 以太網接口控制器DM9161接口

　　本設計使用DM9161作為以太網的物理層接口。DM9161是一款低功耗、高性能的CMOS芯片，支持10M和100M的以太網傳輸，編碼、譯碼輸入和輸出數據。它通過RMII與AT91RM9200相連，經過一個隔離器件（H1012），提供了RJ45接口。

　　3 軟件設計

　　本系統采用Linux 作為操作系統。Linux的是一套免費的32位的多任務操作系統， Linux系統穩定與網絡功能非常強大。與其它操作系統相比，Linux還具有以下特色：

　　(1)采用階層式目錄結構，文件歸類清楚、容易管理；

　　(2) 支持多種文件系統，如FAT16,FAT32,NTFS等；

　　(3)具備高度移植性。

　　3．1 網絡程序的設計

　　3.1.1 Linux 下的網絡編程協議分析

　　Linux 下的TCP/IP 網絡協議棧的各層之間的通訊是通過一系列互相連接層的軟件來實現的，結構層次如圖2 所示。