基于LXT971A的嵌入式系統的網絡通訊設計

關鍵詞：嵌入式系統 網絡通訊 接口電路 處理器 服務器

1 概述

在嵌入式系統中，網絡通訊是非常重要而且必備的功能。為了充分發揮嵌入式系統中CPU的網絡控制功能，選擇一款合適 的網絡接口電路至關重要，LXT971A網絡通訊接口電路就是一個很好的選擇。LXT971A是Intel公司的網絡通訊接口電路，它符合IEEE標準，直接支持10Mb/s/100Mb/s雙絞線應用，也支持100Mb/s光纖接口；該電路提供的MII接口能很好的符合10/100Mb/s雙絞線應用，也支持100Mb/s光纖接口；該電路提供的MII接口能很好的符合10/100MACs。

圖1所示是LXT971A的內部功能結構框圖。

圖1

2 LXT971A的引腳功能

LXT971A具有64個引腳，其引腳排列如圖2所示。各引腳的功能如下：

TXD0-TXD3是并行數據發送端口；

TX_EN是發送使能端；

TX_CLK是發送時鐘，速率為10Mb/s時為2.5MHz,速率為100Mb/s時為25MHz;

TX_ER是錯誤數據發送端;

RXD0-RXD3是并行數據接收端;

RX_CLK是接收時鐘,速率為10Mb/s時為2.5MHz,速率為100Mb/s時為25MHz.

RX_DV是接收數據正常指示端;

COL是沖突檢測端;

CRS是載波檢測端;

MDDIS、MOC、MDIO、MDINT是MII控制信號端口；

TPFOP、TPFON是網絡接口輸出正、負端口；

TPFIP、TPFIN是網絡接口輸入正、負端口；

SD/TP是TP選擇；

TxSLEW0、TxSLEW1是TP驅動端；

RESET是復位端；

ADDR0-ADDR4是設備地址端口；

RBIAS是偏置端；

PAUSE是暫停端；

SLEEP是休眠端；

TEST0、TEST1是測試端，接地；

REFCLK/XI、REFCLK/XO是晶振輸入、輸出端；

TDI、TDO、TMS、TCK、TRST是JTAG測試端；

LED/CFG1、LED/CFG2、LED/CFG3是LED驅動或配置輸入端。

3 硬件接口

在實際應用系統中，要實現LXT971A的網絡接口功能還要借助于MPC860型網絡通信處理器。LXT971網絡接口電路與MPC860網絡通信處理器是一種非常好的組合，以它們為核心弄好的網絡產品有很好的實用性。筆者設計的硬盤錄像機和遠程電量采集器均是以MPC860為核心CPU，以LXT971為接口電路來實現的，實際應用中均取得了比較好的應用效果。

MPC860是Motorola公司推出的網絡通信處理器，其特點主要有：內嵌PowerPC內核；4kbyte指令緩沖和4kbyte數據緩沖；強有力的內存控制和系統功能；高效的結構，可用一個獨立的RISC處理器處理通訊單元；可支持以太網、快速以太網、HDLC、ATM等；帶有8kB雙端口RAM；可提供50MHz、66MHz、80MHz頻率，采用357引腳BGA封裝；具有強大的第三方工具支持等。

SPC860與LXT971的接口采用標準的MII接口，SD/TP引腳接地，傳輸介質可采用雙絞線。MPC860可通過MII接口初始化LXT971A，而不需要使用LXT971A中的JTAG口。它們的連接原理如圖3所示。

4 軟件設計

在筆者所開發的嵌入式系統中，MPC860所配置的操作系統為Nucleus PLUS實時嵌入式系統。該系統對網絡的出色支持能夠使MPC860與LXT971實現無縫連接，而軟件設計中，只需簡單調用操作系統中的MII_AutoNeg 0函數就可以完成初始化LXT971A的工作，進而快速地進行下一步的網絡應用編程。

該系統可支持TCP、UDP、RAW_IP3種接口編程方式。下面給出的是采用TCP方式的服務程序。

Void TCP_Server_Task(UNSIGNED argc,VOID *argv) //TCP服務器端任務

{

INT socketd,newsock; //套接字標識

Struct addr_struct *servaddr; //服務器地址結構指針

unsigned int i;

VOID *pointer;

STATUS status;

Struct addr_struct client_addr;

NU_DEVICE devices[1];

CHAR serv_in_addrp[]={192.168.1.1};//服務器（本機）IP地址

CHAR subnet[]={255,255,255,0};//子碼掩摸

if(NU_Init_Net(Noncached_Memory=NUU_SUCC ESS) //初始化網絡模塊

{

DEMO_Exit(0); //不成功退出

}

memcpy(devices[0].dv_ip_addr,

serv_ip_addr,4);

//服務器IP地址拷貝到地址結構中

memcpy(devices[0].dv_subnet_mask,subnet,4);

//服務器子碼掩摸拷貝到地址結構中

memcpy(devices[0].dv_subnet_mask,subnet,4);

//服務器子碼掩拷貝到地址結構中

if(UN_Init_Devices(devices,1)!=NU_SUCCESS)

//初始化網絡設備LXT971A

{

DEMO_Exit(0); //不成功退出

}

if((socketd=NU_Socket(NU_FAMILY_IP,NU_TYPE_STREAM,0))>=0)

//創建套接字

{

if((NU_Bind(socketd,servaddr,0))>=0)

//綁定服務器IP地址

{

status=NU_Listen(socketd,10);//偵聽

if(status==NU_SUCCESS)

{

for=(i=0;iDEMO_MAX_CONNE CTIONS;i++)

{

newsock=NU_Accept(socketd,client_addr,0);//接地

if(newsock>=0)

{status=NU_Send_T0_QueuesocketQueue,(UNSIGNED*)newsock,1,NU_SU SPEND}; //接收成功隊列發送

}

}

}

}

}

}

編程方式與Windows的網絡編程相似。

5 結束語

該設計應用廣泛，凡是對網絡通訊要求比較高的產品均可采用該設計。如用作監控系統核心產品的硬盤錄像機DVR、10萬伏變電站上用的高端遠程電理采集器、電信網中的路由器等。