單芯片以太網連接解決方案

2004年11月A版

    飛思卡爾推出MC9S12NE64 16位單片機，為工業控制帶來經濟可行的終端節點連接方案

    在一個星期一的凌晨5點，一座大型工業建筑的灌溉系統準時開啟。正常情況下，建筑周圍的草地、花木和植被都會如饑似渴地享受著日出前的溫柔沐浴。但在今天，水卻是在徒勞無益地噴灑，因為最近的一次暴雨讓土壤得到了充分的滋潤。但噴灌裝置仍在肆意噴灑，每一滴水都會增加日益膨脹的水費帳單。

    通過監視土壤的濕度，并相應地調節水量輸出，就可以完全避免這個問題。飛思卡爾半導體的一個重要客戶EBTRON很快就將使這個合理解決方案變成現實。EBTRON的灌溉控制系統基于飛思卡爾的16位MC9S12NE64 (NE64)以太網解決方案，能夠持續監視土壤的濕度和溫度，然后發出打開和關閉灌溉系統的信號，以達到最理想的灌溉效果。在不斷變化的環境中，濕度水平可以完全適應特定的植物。這樣不但節約了大量水源，還能控制灌溉成本。

    這僅僅是NE64能夠實現的眾多應用中的一個。

    單芯片以太網連接

    以太網并不僅僅是辦公室的專利。開發網絡設備、安全系統、工業控制和Web無線等應用的工程師一直都夢想著擁有一種單芯片的、基于閃存的以太網解決方案，帶有內置的10/100以太網媒體訪問控制器（EMAC）和以太網物理層（EPHY）。飛思卡爾半導體的MC9S12NE64正是這樣一種產品。

    MC9S12NE64是一款16位微控制器，可以和您選定的第三方TCP/IP協議棧堆棧匹配，從而實現低成本的終端節點以太網解決方案，同時具有Metrowerks的CodeWarrior工具的快速設計turns courtesy功能。

    基于閃存的MC9S12NE64微控制器秉承了飛思卡爾一貫的設計領先傳統，進入以太網的低端市場。網絡設備、工業控制、安全系統、照明控制、電源監視器和自動售貨機遠程訪問的設計人員現在擁有了一種更好的方式，用以提供強大、經濟高效的解決方案。

    強大的核心性能

    MC9S12NE64基于強大的HCS12核心，后者集成了第三代閃存技術。憑借豐富的以太網連接功能，MC9S12NE64成為取代高噪音多芯片解決方案的理想之選，提供功能齊全的以太網連接。

* 目標代碼與8位68HC11和68HC12系列兼容

* 為C語言優化的簡潔簡短代碼

* 高達25 MHz的總線速率（40 ns的最短指令周期為40ns）

* 靈活的尋址模式，可實現高效的指針操作控制和循環環回控制連續的實時仿真現在已成為單個調試接口上的標準操作程序。片上調試模塊具有跟蹤和觸發功能，而這些功能一度曾是價格昂貴的仿真器的專利。此外，片上調試的優點還不僅限于此。

* 沒有傳統仿真器在頻率和電壓方面的限制；在整個運行電壓和頻率范圍內，都可以實時仿真所有的MCU功能

* 四種總線捕獲模式，可提供靈活的數據采集 * 摒棄笨重的仿真器電纜，取而代之的是專用的針腳，實現無干擾調試

* 采用9個靈活的觸發器和緩沖器硬件緩沖，取代仿真器的昂貴的總線分析器

* 在運行應用代碼的同時，可以查看和更改內部寄存器和存儲器

* 一站式，目標處理器上的運行或跟蹤應用

單個芯片，卻功能一應俱全

    多芯片以太網解決方案成本高昂，并且由于設計復雜，產品投放市場需要更長的時間。此外，多芯片以太網解決方案需要更多的互連，可能導致可靠性問題，因此它不是工業控制和終端節點以太網市場的理想之選。

    對于具有經濟頭腦的設計人員來說，靈活性也是一個非常重要的因素。IEEE(r) 802.3 EMAC可以處理以太網協議過濾，并提供兩個接收緩沖器和一個發送緩沖器（它們的大小可調節，并且共享RAM），從而使用戶能夠自由選擇設計。單純從財務角度看，免費的EMAC軟件驅動可以簡化開發。第三方廠商可以提供一系列TCP/IP協議棧堆棧，從最基礎的產品一直到功能最齊全的產品。

    集成IEEE 802.3 10/100 EPHY經過了精確調節，就如同工業市場上的EMAC一樣。除了完全集成的收發器接口外，EPHY還提供了全雙工和半雙工運行，并且可以自動協商數據傳輸速率，在10 Mbps和20 Mbps兩個速率之間選擇。它支持與變壓器和RJ45插槽的直接連接，100米范圍內都可以運行。

    飛思卡爾并沒有滿足于在單個芯片上集成EPHY和EMAC。我們還提供了四個芯片到芯片的接口，包括用于提供有效數據交換的I2C總線，因而無需使用地址譯碼器，而且降低了芯片到芯片連接的數量。

    除了I2C總線接口外，MC9S12NE64還有兩個SCI通道和一個SPI通道，用于芯片到芯片的通信。

    網絡設計人員的以太網應用

    MC9S12NE64的優點遠不止使用簡便、性能優良和價格優惠這么簡單。在工業和終端節點以太網應用方面，最終用戶總是期望產品擁有較長的使用壽命，并且可以遠程配置和提供服務。因而伸縮擴展性、延伸性和靈活性就成為關鍵。

    隨著MC9S12NE64的出現，我們的技術甚至超出了用戶的當前需求。除了能夠處理以太網協議過濾、接收和發送緩沖區器大小可調節外，MC9S12NE64還支持閃存編程，使客戶產品能夠快速投放市場。MC9S12NE64的其它優點包括：現場更新、遠程電子郵件消息發送、遠程Web服務確認器托管、遠程運操行監控視、遠程設備控制等。

    它提供了一種快速、經濟高效的方法，可在芯片上建立一個支持Web的服務器。

其它特性

* 電源電壓/性能 - 3.3 V