網絡控制器DM9000A在嵌入式系統中的應用

摘要：介紹網絡接口芯片DM9000A與ARM處理器AT91RM9200之間的硬件接口設計，實現了在嵌入式Linux系統中網絡驅動開發。

關鍵詞： DM9000A；Linux；嵌入式系統；網絡驅動

　　賈東耀：工程師，研究方向為嵌入式系統、計算機測控技術。

引言

　　目前，網絡技術在電子產品中的應用越來越廣，更多的嵌入式設備需要提供網絡接口，以方便與外部互聯通訊。現在流行的大多數嵌入式CPU(如ARM、PPC)都提供了此類接口，但對于一些相對復雜的嵌入式系統來說，可能需要擴展以太網口，以滿足網絡通訊需要。本文介紹一種新款網絡接口芯片DM9000A，它可以很方便的實現與嵌入式CPU的接口，實現擴展以太網口的功能。

DM9000A

　　DM9000A是中國臺灣DAVICOM公司推出的一款高速以太網接口芯片，其基本特征是：集成10/100M物理層接口；內部帶有16K字節SRAM用作接收發送的FIFO緩存；支持8/16bit兩種主機工作模式；通過HP認證的AUTO-Mdix(支持直接互連自動翻轉)功能；支持TCP/IP加速(IPV4 check sum offload)減輕CPU負擔，提高整機效能；10ns I/O讀寫時間。DM9000A以太網控制器遵循IEEE頒布的802.3以太網傳輸協議。該電路還集成了EEPROM接口，自舉時通過EEPROM接口輸入到芯片中，從而實現自動初始化。

硬件接口設計

　　DM9000A可以很方便的與目前主流的嵌入式CPU以8位或16位的總線方式連接，本文設計的系統CPU為AT91RM9200，它是一個采用ARM核的32位微處理器。二者的接口設計如圖1。

圖1  DM9000A與AT91RM9200硬件連接

　　系統上電時，AT91RM9200通過總線配置DM9000A內部網絡控制寄存器(NCR)、中斷寄存器(ISR)等，完成DM9000A的初始化。隨后，DM9000A進入數據收發等待狀態。當AT91RM9200向以太網發送數據時，先將數據打包成UDP或IP數據包，并通過16 bit總線發送到DM9000A的數據發送緩存中，然后將數據長度等信息填充到DM9000A的相應寄存器內，使能發送。當DM9000A接收到外部網絡送來的以太網數據時，首先檢測數據幀的合法性，如果幀頭標志有誤或存在CRC校驗錯誤，則將該幀數據丟棄。否則將數據幀緩存到內部RAM，并通過中斷標志位通知AT91RM9200，由AT91RM9200對DM9000A接收到的數據進行處理。

Linux驅動實現

　　Linux網絡驅動體系結構
　　在Linux操作系統中的設備驅動，根據各類外圍I/O設備的不同，分為三類，即字符設備(如鍵盤、LCD) 驅動、塊設備(如硬盤、CF卡) 驅動和網絡設備(如網卡) 驅動。 Linux網絡設備驅動程序結構上由四部分組成(圖2)：網絡協議接口，網絡設備接口，設備驅動功能層及網絡設備介質。

圖2  Linux網絡驅動體系結構