基于以16位單片機(jī)實現(xiàn)信息家電連接internet的解決方案

　摘要：在分析傳統(tǒng)信息家電接入internet方式的基礎(chǔ)上，提出了以16位單片機(jī)作為主控芯片的嵌入式設(shè)備解決方案，實現(xiàn)了信息家電以新的方式接入internet,并對系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計進(jìn)行了描述。

　　0 引言

　　隨著網(wǎng)絡(luò)時代的到來，internet已成為重要的基礎(chǔ)信息設(shè)施，這方面的技術(shù)進(jìn)步對于社會的各個方面產(chǎn)生了積極影響，很多領(lǐng)域都在不斷探索開發(fā)和利用網(wǎng)絡(luò)資源。從目前的情況看，大部分接入方式仍以PC作為網(wǎng)關(guān)來連接，然而這種情況一般用于大型工業(yè)集散控制系統(tǒng)，如果用于一般的信息家電接入而額外增加一臺，必然會給產(chǎn)品帶來高昂的成本，從產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)實用方面來看并不切實可行。用嵌入式設(shè)備將信息家電接入的方式則很好地解決了這一問題。所謂嵌入式設(shè)備一般是由嵌入式微處理器、外圍設(shè)備、特定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議以及應(yīng)用程序等各部分組成，用于實現(xiàn)對信息家電的遠(yuǎn)程控制、監(jiān)視和管理功能，它代替了傳統(tǒng)的PC機(jī)或網(wǎng)關(guān)設(shè)備，在數(shù)據(jù)量不大的情況下能夠符合要求，具有可靠靈活、成本低等優(yōu)點。

　　1 方案的提出

　　從信息家電遠(yuǎn)程在線訪問的角度考慮，對信息家電監(jiān)測和控制時存在兩種情況：（1）遠(yuǎn)程訪問時，信息家電的通信數(shù)據(jù)量不大，56Kbps的通信速率即可滿足要求；（2）信息家電對實時性的要求不高，其時延可以在1秒以上。基于以上兩個條件在選擇嵌入式設(shè)備時，選擇了單片機(jī)SPCE061A作為信息家電接入internet的微處理器，同時采用RTL8019AS作為以太幀的驅(qū)動芯片，負(fù)責(zé)以太幀的接收和發(fā)送。最后，通過RJ45接口發(fā)送狀態(tài)信息到internet和接收來自internet的控制數(shù)據(jù).此外,要實現(xiàn)信息家電接入internet還需要深入了解TCP/IP協(xié)議和網(wǎng)卡驅(qū)動程序。

　　2 RTL8019AS以太網(wǎng)控制器簡介

　　由臺灣REALTEK公司生產(chǎn)的RTL8019AS以太網(wǎng)控制器，由于其優(yōu)良的性能、低廉的價格，使其在市場上10Mbps網(wǎng)卡中占有相當(dāng)?shù)谋壤?/p>

　　2．1主要性能

　　(1)符合Ethernet II與IEEE802.3(10Base5、10Base2、10BaseT)標(biāo)準(zhǔn)；

　　(2)全雙工，收發(fā)可同時達(dá)到10Mbps的速率；

　　(3)內(nèi)置16KB的SRAM，用于收發(fā)緩沖，降低對主處理器的速度要求；

　　(4)支持8／16位數(shù)據(jù)總線，8個中斷申請線以及16個I／0基地址選擇；

　　(5)支持UTP、AUI、BNC自動檢測，還支持對10BaseT拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的自動極性修正；

　　(6)允許4個診斷LED引腳可編程輸出；

　　(7)100腳的TQFP封裝，縮小了PCB尺寸。

　　RTL8019AS內(nèi)部可分為遠(yuǎn)程DMA接口、本地DMA接口、MAC(介質(zhì)訪問控制)邏輯、數(shù)據(jù)編碼解碼邏輯和其他端口。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。