基于ENC424J600的以太網與串行接口轉換技術

3 系統軟件設計
軟件的設計主要是移植LwIP協議棧，添加各串行通信接口的初始化程序，編寫網絡控制器底層驅動，編寫上層應用程序。
3．1 網絡控制器底層驅動實現過程
網絡控制器底層驅動初始化程序放在low_level_init函數中，整個過程為：初始化SPI1接口，對網絡控制器進行系統復位；設置發送、接收緩沖區指針；初始化PHY層為100 Mbase全雙工模式，使能接收中斷。網絡控制器底層發送程序放在low_level_output函數中，整個過程為：將以太網包拷貝至SRAM buffer，設置發送起始地址；發送幀長，置高TXRTS位使能發送，直到TXRTS被硬件清零才能進行第二次發送。網絡控制器接收程序放在low_level_input函數中，當接收中斷發生時系統通過上層應用程序調用low_level_input函數。該函數主要內容為：讀取PKTIF位以確定是否有以太網幀等待接收；設置接收指針地址，讀取該幀的前8個字節，其中前兩個字節為下一幀接收地址，第3、4個字節為這一幀的長度，申請當前幀長的緩沖區，將接收數據讀入緩沖區，置高PKTDEC為下一幀接收做準備。
3．2 LwIP協議棧分析
LwIP協議棧可以在無操作系統的軟件平臺下移植，LwIP實現的重點是在保持TCP／IP協議主要功能的基礎上減少對RAM的占用，因此它也適合在中低端的嵌入式系統中應用。LwIP主要是完成IP層和TCP／UDP數據傳輸層的任務，它與底層網絡控制器的接口主要體現在etherneti f．c函數中。在以太網幀的接收過程中以太網數據包通過底層接收程序傳至IP層，IP層判斷是TCP數據包還是UDP數據包，送至相應數據傳輸層處理，數據傳輸層再將收到的數據傳至用戶應用程序。在以太網幀的發送過程中，用戶程序選擇是通過UDP還是TCP發送數據包，將數據包送至相應的傳輸層，再傳至IP層，IP層再將數據傳至底層，發送程序將數據發送出去。
3．3 系統軟件流程
系統軟件流程如圖5所示。

軟件主要完成初始化、等待接收以太網幀、通過串行接口將數據幀發送出去的任務。初始化包括創建netif網絡接口、SPI1接口、網絡控制器的PHY層、MAC層，使能接收中斷、初始化TCP服務器端。初始化完成后，等待上位機軟件TCP的客戶端與底層軟件的TCP服務器端建立連接。連接建立后整個系統就循環等待接收TCP客戶端發送的以太網數據幀，當有以太網數據幀到達時，產生接收中斷，接收到的數據幀從PHY層傳到MAC層，再傳到IP層，最終傳到TCP層進行數據接收處理。應用程序收到處理過的以太網數據幀，處理相應的數據，根據數據傳遞的信息通過SPI2或CAN總線串行通信接口將信息發送出去，以實現相應的控制功能。