基于SEP3203的嵌入式以太網口的設計

　　網絡接口模塊和SEP3203微處理器的連接線比較簡單，在PCB板上布線比較規則。網絡接口芯片RTL8019的實際電路連接圖見參考文獻[3]。網口選用了內置變壓及指示燈的RJ45網絡接口，實際電路圖如圖3[4]所示， 對比SEP3203微處理器的SRAM接口協議，由于總線沒有等待信號，所以沒有使用IOCHRDY信號。由于SEP3203微處理器總線的最低數據位寬是16位，所以IOCS16B固定置于16位方式。

5　軟件平臺Nucleus

　　綜合考慮各個因素，我們選擇了嵌入式實時操作系統Nucleus。Nucleus PLUS是美國著名RTOS廠商(ATI)(Accelerated  Technology Inc)公司為實時嵌入式應用而設計的一個搶先式多任務操作系統內核，其95％的代碼是用ANSI C寫成的，非常便于移植并支持大多數類型的處理器。Nucleus PLUS是一組C函數庫，下載到目標板的RAM中或直接燒錄到到目標板的ROM中執行。在典型的目標環境中，Nucleus PLUS核心代碼一般不超過20K字節大小，內核規模非常小。Nucleus PLUS除提供功能強大的內核操作系統外，還提供種類豐富的功能模塊。例如用于通訊系統的局域和廣域網絡模塊，支持圖形應用的實時化Windows模塊，支持nternet網的WEB產品模塊，工控機實時BIOS模塊，圖形化用戶接口，以及應用軟件性能分析模塊等，用戶可以根據自己的應用來選擇不同的應用模塊。

6  網絡接口通信的設計

　　網絡接口的硬件將網絡上傳送來的數據送入系統內存中，并通知操作系統有網絡數據到達。通常，網絡接口使用中斷機制來完成這一任務，一個中斷時處理器將正常的處理掛起，跳轉到設備驅動程序的代碼段執行。此時，由設備驅動程序管理所有細節。設備驅動軟件通知協議棧已經有一個分組到達，并要求進行相應的處理。當設備驅動軟件完成這些繁瑣的處理工作后，他將從中斷返回，處理器繼續從中斷發生處往下執行。在本協議棧中，設備驅動程序對上層應用屏蔽了接收和發送的細節。用戶只需要調用相應的套接字即可以完成數據的接收和發送。比如用戶要使用非阻塞方式接收和發送數據，可以使用Select()，在Select 的timeout 參數選擇NO_PREEMPT，即可以非阻塞方式接收發送。在本TCP/IP 實現中，協議棧初始化是依靠調用NETI_Init（）完成的。NETI_Init()完成兩個工作，首先是對網絡協議棧的初始化[5]， 然后就對系統所使用的網絡設備進行初始化。

　　網絡接口通信模塊的流程圖如圖4[1]所示。

圖4　網絡接口通信流程圖

　　流程說明：①程序由Main()函數開始，調用taskmain()。②taskmain()調用sys_ini()對系統初始化，調hardware_ini()對硬件初始化；調用vcre_tsk()創建了6個任務,調用stak_tske()將部分任務放入就緒隊列，調用sys_sta()啟動系統。③通過系統調度開啟任務demo_main。④函數demo_main()調用ne2000_task()開始測試過程。⑤ne2000_task()的主要功能是：調用Neti_Init()對網絡設備進行初始化；調用Nu_add_Route()將缺省網關、子網掩碼、目標ip添加進路由表；調用Nu_socket()創建一個sockets；建立sever端的地址信息數據結構；調用 Nu_connect()向sever發送建立連接的請求，若sever返回確認則連接成功；調用Nu_send()/Nu_receive()發送/接收數據；傳輸完畢調用Nu_close_socket關閉socket連接，并調用Nu_sleep()掛起n個周期。

7　系統測試

　　在PC端運行串口調試助手，該軟件可從網上免費獲得，軟件運行后根據實際運行環境進行設置。經測試，模塊轉發數據正常。

8  結論與展望

　　串口由于其易用性、可靠性及相對于工控設備而言足夠高的通信能力而長盛不衰，而串口設備實現遠程控制及數據共享也是大勢所趨。因此，串口以太網轉換器的開發是有現實意義和社會經濟價值的。本課題的目的是實現串行接口的儀器接入網絡使得儀器的使用網絡化。為此本課題介紹了該轉換器以太網口的硬件設計和軟件編程實現，并且設計了整機。

　　因為微處理器對于各種電器設備有良好的接入和控制能力，所以我們實現了微處理器的網絡接入功能后，就在電器的硬件設備和網絡之間建起了一道橋梁，通過它可以實現對各種實時信號儀器儀表家用設施等目標的遠程監視。在宏觀上，對各種設備統一管理實現人與系統的和諧的交互，這必將大大提高工作效率，改善工作環境提升人們的生產生活水平。

　　本文作者創新點：①本系統采用ARM作為該系統的核心處理器，替代過去低檔CPU,嵌入式實時操作系統可移植到該系統硬件平臺。②本轉換器提供RS232/RS485口到TCP/IP以太網口協議雙向轉換傳輸，變傳統的串口通訊為網絡通訊，實現串口設備的快速聯網。采用透明傳輸方式，用戶不用了解復雜的TCP/IP 協議，甚至不用更改程序即可實現原有串口設備的網絡連接。

參　考　文　獻

[1]時龍興,凌明,王學香,鐘銳.嵌入式系統――基于SEP3203微處理器的應用開發[M].北京:電子工業出版社,2006.

[2]徐金波.基于SEP3203微處理器的信息終端的應用研究.[碩士學位論文].東南大學.2006.

[3]REALTEK SEMI-CONDUCTOR CO, LTD.. Full-Duplex Ethernet Controller RTL8019AS Publication release date: August 20,2000

[4] http://www.prochip.com.cn/manage/file/GD01DataSheet .pdf

[5]呂昌泰,羅永剛.嵌入式以太網接口的研究與設計.微計算機信息[J].2006(8-2):68-70.