基于W3150A+的虛擬儀器通用以太網接口設計

　　2 以太網接口的硬件設計

　　本接口的硬件設計主要包括FPGA與W3150A+的接口設計，物理層芯片RTL8201與W3150A+的接口設計以及時鐘模塊和電源模塊的設計。其硬件設計框圖如圖2所示。

　　2.1 W3150A+與FPGA的接口設計

　　隨著半導體技術的飛速發展，FPGA(Field Programmable Gate Array)的計算能力、容量以及可靠性有了很大的提高。它正以高度靈活的用戶現場編程功能、反復可改寫功能、高可靠性等優點，成為數字電路、數字信號處理等領域的新寵。

　　考慮到成本、實用性以及功耗，本設計選用的FPGA芯片是Altera公司MAXII系列的EPM570GT100C4。MAXII系列器件是一種非易失性CPLD，采用0.18μm的制造工藝，并包含有240到2210個邏輯單元和8Kbits非易失性存儲器，它相對于其他的CPLD可以提供快速、穩定、數量更多的I/O管腳。

　　W3150A+與微處理器芯片的接口方式有三種：直接總線接口模式、間接總線接口模式和SPI模式。其中直接總線接口模式適用于大數據量傳輸的情況;SPI模式的接口連線較少，適用于數據量不大，傳輸速率相對較低的情況;間接總線接口模式下的數據傳輸性能則介于它們兩者

　　之間。本系統采用直接總線接口模式，以便最大限度地提高數據的傳輸速率。其具體的接口電路如圖3所示。

　　2.2 物理層芯片與W3150A+的接口設計

　　RTL8201BL是一個單端口的物理層收發器，它只有一個MII/SNI(媒體獨立接口/串行網絡接口)接口。可用于實現全部的10/100M以太網物理層功能，包括物理層編碼子層(PCS)、物理層介質連接設備(PMA)、雙絞線物理媒介相關子層(TP～PMD)、10Base-Tx編解碼和雙絞線媒介訪問單元(TPMAU)。PECL接口可支持連接一個外部的100Base-FX光纖收發器。這款芯片使用先進的CMOS工藝制作，可以滿足低壓低功耗的需求。

　　RTL8201BL與W3150A+可通過標準MII接口相連，其中引腳RX_CLK、RXDV、RXD[0：3]以及COL用于數據的接收，而TX_CLK、TXE、TXD[0：3]用于數據的發送。其具體的電路圖如圖4所示。