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DSP与以太网通信接口设计

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基于DSP的上网方案的软硬件设计与实现

基于DSP的上网方案的软硬件设计与实现

基于DSP的上网方案的软硬件设计与实现基于DSP的上网方案的软硬件设计与实现摘要：介绍了TMS320VC33芯片与RTL8019网卡的硬件接口电路的设计以及网卡驱动程序的开发，并将TCP/IP协议嵌入到TMS320VC33芯片中；讨论了TCP/IP协议簇的分层次实现，并根据应用的需要对DSP中实现的TCP/IP协议进行了必要的简化，实现了DSP的上网功能。

关键词：TCP/IP协议DSP嵌入式系统随着现代网络技术的发展，嵌放式系统如单片机、DSP等系统对接入网络的需求日益增加，例如具有远程抄表功能的电表系统、楞以进行远程控制的信息电系统等。

本文采用TI公司的TMS320VC33DSP 芯片设计与Realtek公司的RTL8019网卡的硬件接口电路，并在DSP 中用软件实现TCP/IP协议，使DSP芯片具备上网功能，从而可以用计算机通过网卡与DSP电路板进行大量数据交换并对其进行控制。

1硬件设计DSP与网卡的硬件接口电路图如图1所示。

DSP的数据总线低16位接ISA网卡的16位数据线，ISA网卡的IOCS16线接高电平，设置网卡为16位的模式。

网卡共有20根地址线。

将A7～A8、A10～A19接地，A0～A6和A9分别接DSP的A0～A7，用到的网卡地址为0240H～025FH，映射到DSP的Page3空间，地址映射为C000C0H～C000DFH。

DSP的Reset信号用于复位网卡，由于DSP的Reset信号低有效，而网卡的Reset信号高有效，故中间应接非门。

DSP的Page3和R/W信号用于选能网卡的读写信号IOR、IOW，实现的逻辑关系如图2所示。

IORQ是网卡的中断9，通过非门后接DSP的INT1引脚。

RTL8019网卡有三种工作方式：第一种为跳线方式，网卡的I/O和中断由跳线决定；第二种为即插即用方式，由软件进行自动配置plugandplay；第三种为免跳线方式，网卡的I/O和中断由外接的93C46里的内容决定。

DSP与以太网卡的接口技术研究

DSP与以太网卡的接口技术研究

接口电路主要实现两种功能：一是与计算机ISA总线相连，包括数据总线读写、地址总线驱动、中断控制信号的产生、存储器读写信号以及I/O端口读写信号的引入等;二是对网卡内部的操作，包括对缓冲RAM的读写、对DP8390的控制、读站地址PROM以及读自举ROM等。表1列出了NE2000网卡接口电路所使用的ISA总线信号(不考虑电源线和地线)。从表1可以看出，网卡接口电路仅使用了50根ISA信号线。通过对网卡工作原理的分析，我们还可以将网卡与DSP之间的接口信号线减至最少。
OUT 60H，PSTART
SPLK #0080H，60H ；设置接收缓冲环终止页面地址寄存器
OUT 60H，PSTOP
SPLK #004CH，60H ；设置边界指针寄存器
OUT 60H，BNRY
SPLK #00FFH，60H ；清网卡中断状态
以太网是当今最受欢迎的局域网之一，它包括了OSI七层模型的物理层和数据链路层的全部内容[1]。在以太网中，网卡用于实现802.3规程，其代表是NOVELL公司的NE2000和3COM公司的3C503、3C508、3C509等网卡。对网卡直接编程就可以实现局域网内任意站点之间的通信而完全抛开了网络操作系统，这就启发我们能否在脱离PC环境的条件下实现网卡与其它微处理器之间的接口，从而建立基于非PC机平台的局域网络。对ISA总线型网卡，要实现这一设想，关键在于怎样利用微处理器及外围辅助电路模拟ISA时序。本文作者根据所做课题需要，通过分析NE2000网卡与微机ISA总线的接口电路，用DSP芯片TMS320F206结合外围电路模拟ISA时序，解决了DSP与NE2000网卡的软、硬件接口问题，初步实现了网卡在非PC机环境下的应用。
DSP与以太网卡的接口技术研究

DSP与PCI网卡接口设计

DSP与PCI网卡接口设计

DSP与PCI网卡接口设计基于DSP 的嵌入式系统的以太网接口设计一直是热门领域,目前利用的以太网控制器大多都是ISA 接口。

随着PCI 总线逐渐取代ISA 总线的趋势,使PCI 接口的以太网控制器也成为PC 机的主流,但在嵌入式领域中PCI 总线的应用目前并不多见。

本文将介绍利用Realtek 公司生产的具有PCI 接口的以太网控制芯片RTL8139 实现RTL8139 与DSP 接口的方案。

1RTL8139RTL8139 是带PCI 接口的10M/100M 自适应网卡控制芯片,它提供32 位PCI 总线控制,支持IEEE802.3u 100Base-T 和IEEE802.3x 的全双工流量控制;符合PCI 2.2 标准,支持高级配置和电源接口(ACPI)和PCI 对现代操作系统的电源管理(即对操作系统的直接电源管理),以提高电源管理的效率。

此外,RTL8139 还支持128KB 的Boot ROM,提供网络唤醒和远程唤醒功能;含有2 个2KB 的收发FIFO;能够降低网络维护成本,消除使用障碍,而且可以很方便地使网络由10M 升级到100M,且带宽可以达到200Mbps。

RTL8139 内部MAC 层结构如PCI 总线分为主(Master)、从(Target)二种类型,Master 可以控制PCI 总线,Target 不能控制PCI 总线。

标准的主设备至少有49 条线与PCI 总线相连;从设备至少有47 条线与PCI 总线相连。

RTL8139 所提供的PCI 接口有51 条引脚,其引脚简介如下。

(1)地址/数据信号AD31～0:地址、数据多路复用的输入/输出信号,在FRAMEB 有效时,是地址期;在IRDYB 和TRDYB 同时有效时为数据期。

C/BE3～0:总线命令和字节使能多路复用信号,负责传输总线命令。

在数据期,由传输字节使能信号来表示数据线上哪些字节是有效数据。

(2)接口控制信号FRAMEB:帧周期信号,表示访问的开始和持续时间。

银河飞腾DSP平台以太网接口的设计与实现

银河飞腾DSP平台以太网接口的设计与实现

对这 些 问题提 出了 ＭＳＴＰ在组 建大 客户 宽带专 网技术应用策略。
位，还有企业集 团以及一系 列的分支机 构。虽 ２ 目前组建大客户专网面临的 问题
然大客户涉及到 的行业较 多，但 是对于业务基
目前组建 大 客户 专网 面临 的 问题 主 要有
本需求这方面几乎相 同，重 点包含三个 方面业
ＧＡＲ、ＳＵＢＲ、ＳＩＰＲ、ＲＴＲ和 ＲＣＲ分 别 配 置 使 ＳＯＣｎ Ｔ０采 用 ＴＣＰ协 议 ， 设 ｓＯ 命令发送 数据 。
本 机 ＭＡＣ地 址 、 网关 ＩＰ地 址 、子 网掩 码 、 ＭＲ（ＡＬＩＧＮ）为 １，使用 队列对齐 ；
本机 口 地址 、重发时间和重发次数。
（３）通过 ＳＯ ＰＯＲＴＲ配 置本机 端 口号；
复位 在 Ｗ５３００复位期间 ，ＢＩＴＩ６ＥＮ为高 电平 ， ｓ０ＣＴＫＥＴＯ作为通信端 口的 ＴＣＰ通信 ：
（２）检查 ＴＸ存储 器 的剩 余 空间是 否够
所以 ＭＲ（ＤＢＷ）为 １，采用 １６位数据总线宽度。
（１）设置 ＳＯ ＣＲ为 ＣＬＯＳＥ，使 Ｓ０关闭 ， 用 检 验 Ｓｎ ＴＸ ＦＳＲ寄 存器 ，如 果发送 的字
第 四步发送数据 。编写 Ｗ５３００发送函数 。
ＭＲ＝０ｘ３８８０，Ｗ５３００与 主机 的接 口模 式为 直 具体 步骤如 下：
（１） 检 查 客 户 端 状 态 。 若 ＳＯ ＳＳＲ为
接总 线 模 式；ＭＲ（ＲＳＴ）为 １，对 Ｗ５０００软 件
第 一 步 初 始 化 ＳＯＣＫＥＴ。 为 实 现 ＳＯＣＫ ＥＳＴＡＢＬＩＳＨＥＤ，ＴＣＰ成 功建立连接 。
以下几点：业务安全性不 高且不 具备较高的可
务的需求，第一个是传统 的语音业务 ；第 二个

基于DSP嵌入式以太网通信平台的设计

基于DSP嵌入式以太网通信平台的设计
到 的数据 ） 。
图 ２ ＴＭＳ ２ Ｆ ８ ２和 Ｃ ８ ０ Ａ 的硬 件 连 接 图 ３０ ２ １ Ｓ ９０
３ 以太 网驱 动程序 的开 发 网卡 驱动 程序 主要 包 括 网 卡 的初 始 化 、 据 的 发 数 送 和接 收 。
３ １ 初 始 化 工 作 ．
４ 嵌入 式操 作 系统 ￣ ／ ｓ Ⅱ的移植 ｃｏ －
速发展 以及 Ｄ Ｐ应用 领域 的 日益 广泛 ， 能更 强 大 的 Ｓ 功 Ｄ Ｐ芯 片将 不 断涌 现 。将 Ｄ Ｐ的强 大 运算 处 理 能 力 Ｓ Ｓ 和远 程设备 联系起 来 ， 将会 使 网络 上 的信 息 资 源共 享 得 以更 方便 的实现 ， 这必将 进一 步扩 展 Ｄ Ｐ的应用 前 Ｓ
图 １ 基 于 ＴＭ Ｓ ２ Ｆ２ １ ３ ０ ８ ２的 以 太 网 通 信 系 统 硬 件 结 构 图
Ｆ ８ ２和 Ｃ ８ ０ Ａ 的硬件 连接 如 图 ２所示 。 ２１ Ｓ ９０
２ 系统的 软件设计 本 系 统 的 软 件 主 要 包 括 以 太 网 驱 动 程 序、
ｕ ／ —Ｉ 操作 系统 和 ｕＰ协议栈 软件 ３部分 。 Ｃ ０ｓ Ｉ Ｉ 除了应用层程序之外 ， 入式操 作系 统 ｕ ／ Ｓ ｌ 嵌 Ｃ ０ —Ｉ 可 以 看 做 是 系 统 软 件 的 功 能 扩 展 ， 络 控 制 芯 片 网 Ｃ ８ ０ Ａ驱 动程序 扩展 了操作 系统 访 问网络设 备 的能 Ｓ ９０
３ ３ 数 据 帧的发送 ．
读取数据 ，分配数 据存 储空间
＼
成 ／
数据 帧 的发送 主要 经 过 两个 环节 。首 先 ， 主机 先
要 把需要 发送 的数 据 帧存 储 到 芯 片 Ｃ ８ ０ Ａ 的缓 存帧转 换成 以太 网的数

TMS320C54xDSP的以太网接口设计

TMS320C54xDSP的以太网接口设计

,93$#2: 58 还 自 动 测 试 介 质 连 接 是 否 成 功 。
,93$62:58 的 5@A 引 脚 也 接 地 。
（" ） 数 据 总 线 ,93$62:58 的 D=182< 引 脚 接 高 电 平 ， 选 择 2< 位 数 据 总 线 方 式 ， 并且使用了电平转换器。 （* ） 中 断 连 接 虽 然 ,93$62:58 有 F 个 中 断 输 出 ， 但 只 要 从 中 选 择 一 个 送 往 1E;6" 的 外 部 中 断 输 入 口 就 可 以了。中断接口也使用了电平转换器。 读 / 写 控 制 1E;6" 的 D / = 口 控 制 信 号 D8 、 （; ） D=89,>、 , / . 等 信 号 经 过 F;5J192*: 译 码 后 与 ,93$62:58 的 由 于 1E;6" 的 D / = 口 读 / 写 速 度 很 快 ， 因 D=, 、 D=. 连 接 。 此 将 ,93$62:58 的 D=1J,4B 信 号 与 1E;6" 的 外 设 准 备 好 信 号 ,@54B 相 连 。 另 外 ， 将 8H@H, 和 8H@H. 引 脚
* 6 7 口基地址选择
介质类型选择 用 于 在 *528$ % 中 选 择 一 个 作 为 中 断 输 出
-+. "#/01-’() 与 主 机 的 接 口 模 式 02@’%:"(9 与 主 机 的 接 口 模 式 有 三 种 ， 即 跳 线 模
式、 见表 S。 3C3 模 式 和 02 模 式 ， 跳线模式 这种模式与早期的网络控制器兼容。 （:） 中断口等都由开关或跳线器 02@’%:"(9 的 端 口 基 地 址 、 决定。跳线模式简单， 但配置资源麻烦。 （&） 3C3 模 式 与 微 软 的 3C3 协 议 兼 容 。在 这 种 模 式 下， 02@’%:"(9 的 端 口 基 地 址 、 中 断 口 等 都 由 44307+ 但 需 要 进 行 3C3 芯 片 的 识 别 ， 不 便 与 -93 "S,H; 设 定 ， 接口。 （S） 02 模 式 为 了 避 免 3C3 模 式 下 的 3C3 芯 片 识 别

TM1300 DSP系统以太网接口的设计

TM1300 DSP 系统以太网接口的设计 摘要基于网络的多媒体应用越来越广泛，本文首先解决多媒体芯片 1300 与以太网控制器 8900 的硬件接口的设计， 分析嵌入式操作系统+内核 中实现协议栈的网络模块+，最后实现在+操作系统环境下 8900 的网络驱 动程序的设计。

关键词 13008900++驱动程序 1 概述随着网络技术、 多媒体技术的飞速 发展，基于网络的多媒体应用越来越广泛。

1300 是公司推出的一款高性能多媒体数字信号处理器芯片， 适合于实 时性强的音视频处理应用，可广泛应用于会议电视、可视电话、远程图像 监控等应用场合。

具有广阔的应用前景。

根据具体的基于网络上的多媒体应用系统的需要，采集的音视频数据 经压缩处理后，一般要传送到远程终端或控制中心，这时就需要解决应用 系统与网络接口的问题。

考虑到国内局域网大部分是以太网，随着交换式网络、宽带网络的发 展，使得基于以太网接入网络上的应用有着现实意义。

1300 可以作为机的一个外设工作， 此时可直接采用机上标准的以太网 接口传输数据；1300 支持独立引导，自成一个系统从而脱理环境工作，这 为实际低价位高性能音频处理终端提供了可能。

这种情况下，网络接口的设计就相对复杂一点，需要解决硬件接口电 路的设计、基于实时操作系统+驱动程序的设计等。

本文介绍以太网控制器 8900， 并解决 1300 系统和 8900 的硬件接口设 计；简单介绍+操作系统内核中实现协议栈的网络模块 +，以及+操作系统 下网络驱动程序的设计。

范文先生网收集整理 2 芯片 1300 及 10 总线接口芯片 1300 的核心是 32 位结构，时钟频率可达 166，片内集成了接口、总线接口、图像协处理 器、可变长解码器、音频输入输出接口、视频输入输出接口、同步串行通 信接口等模块，各模块与之间采用方式传送数据。

各功能模块之间的协调、资源的分析、进程的调度，由运行在上的一 个由中断源触发的实时操作系统+控制。

基于DSP和以太网的数据采集系统软件设计毕业设计

西南科技大学毕业设计（论文）题目名称：基于DSP和以太网的数据采集系统软件设计西南科技大学教务处制西南科技大学本科生毕业论文I 基于DSP和以太网的数据采集系统软件设计摘要：充分利用DSP的优良性能，将计算机网络技术引入以DSP为核心的嵌入式系统，已成为一个重要的研究课题。

本文设计了一种基于TI公司的DSP芯片TMS320VC5509A的以太网终端系统方案并给出了该方案的具体设计实现。

本论文对TCP/IP协议进行了分析，论述了基于DSP 芯片和网卡接口控制芯片的以太网设计，讨论了在VB开发环境下PC机与终端系统的数据交互问题并编写了实际的PC机控制软件。

同时，讨论了在DSP开发环境下的主程序设计和C语言开发程序需要编写的辅助文件，包括头文件、中断向量文件和命令文件。

最后，对设计软件进行了测试。

验证了本课题研究的基于DSP和以太网的数据采集系统可以实现数据的以太网传输。

关键词：DSP；以太网；VB；TCP/IP ；AD转换西南科技大学本科生毕业论文II The Software Design of Data Sampling SystemBased on DSP and EthernetAbstract：Based on the excellent performance of DSP, this paper introduces the embedded system cored with DSP into computer network. This application system becomes a significant research problem.In this paper, we design an Ethernet terminal system based on the TI Company’s DSP of TMS320VC5509 and present the scheme's software-realization in detail. TCP/IP is studied and analyzed firstly and chosen while the real condition is considered. And then the Ethernet is designed with DSP chip and network interface controller (NIC) chip. We discuss the PC's data exchange with the Ethernet terminal in VB development environment and compile PC software to realization controllable program. Then, we discuss the main program and the initialized program is designed in DSP development environment. At the same time, the auxiliary files are discussed which is demanded when the protocol program is designed with C language in DSP development environment, including header file and interrupt vectors file and command file. In the end, the designed program is tested. The result indicates data sampling system that was researched in my subject could realize the transmission of the data through Ethernet based on DSP and Ethernet.Key words: DSP, Ethernet, VB, TCP/IP, AD Transition西南科技大学本科生毕业论文III目录第1章绪论 (1)1.1概述 (1)1.1.1 本课题研究的背景及依据 (1)1.1.2 本课题研究的意义 (1)1.1.3 本课题研究的主要内容 (2)1.2 本课题的关键问题及解决方案 (2)1.2.1 本课题的关键问题 (2)1.2.2 解决方案 (2)1.3 国内外研究现状及趋势 (3)1.4 本章小结 (4)第2章网络协议概述及规范 (5)2.1 概述 (5)2.1.1 引言 (5)2.1.2 网络协议的分层 (5)2.2 协议规范 (6)2.2.1地址解析协议(ARP) (6)2.2.2 网际协议(IP) (6)2.2.3 互联网控制报文协议(ICMP) (8)2.2.4 用户数据报协议(UDP) (9)2.3 本章小结 (10)第3章系统硬件实现 (11)3.1 硬件介绍 (11)3.2 硬件设计 (12)3.2.1 硬件设计框图 (12)3.2.2 硬件选择和实现 (13)3.3 本章小结 (15)第4章系统软件实现 (16)西南科技大学本科生毕业论文IV4.1 系统软件开发环境（CCS） (16)4.2 VB的通信程序设计 (16)4.2.1 VB的Winsock控件简介 (16)4.2.2 VB编程所用Winsock控件的属性 (17)4.2.3 VB编程所用Winsock控件的部分方法和事件 (17)4.2.4 程序需要解决的主要问题 (18)4.2.5 通信程序的主要代码及作用 (19)4.3 RTL8019AS的编程 (20)4.3.1 RTL8019AS的编程所用资源 (20)4.3.2 RTL8019AS的初始化和编程 (24)4.4 通信协议的制定和实现 (28)4.5 DSP终端系统软件设计 (29)4.5.1 程序主控模块 (29)4.5.2 系统初始化模块 (31)4.5.3 协议模块 (35)4.5.4 网络接口模块 (39)4.5.5 C语言编程的辅助文件 (40)4.5.6 扩展模块 (42)4.6 本章小结 (44)第5章系统测试和展望 (45)5.1 测试的简要说明 (45)5.2 测试的结果 (45)5.3 设计的展望 (46)结论 (48)致谢 (49)参考文献 (50)附录1 (51)附录2 (53)西南科技大学本科生毕业论文V引言随着计算机技术、电磁兼容技术、传感器技术和信息技术的飞速发展和普及，数据采集与处理系统也越来越得到了广泛的应用。

DSP的以太网接口设计

TMS320C54x DSP的以太网接口设计摘要：介绍以太网控制器RTL8019AS的主要性能特点、引脚功能及寄存器，给出了利用RTL8019AS实现TM S320C54x DSP与以太网互连的接口电路，接口方式为跳线模式。

通过该接口可实现DSP与DSP或DSP与PC机间的网络互连。

关键词：以太网 DSP 接口 网络变压器 脉冲变压器 YL18-1005D YL18-1001D以太网产品供应商多、用户组网方便、费用低。

以太网是当今最受欢迎的局域网之一，而数字信号处理器（DSP）正加速进入嵌入式应用领域，如何将DSP与以太网连接起来，实现DSP与DSP或DSP与计算机间的网络互连显得非常重要。

目前还未见到自带以太网接口的DSP，本文介绍以太网控制器RTL8019AS的主要特点、性能及操作方法，并给出TMS320C54x DSP[1]（以下简称C5402）通过RTL8019AS与以太网互连的接口方法。

1 RTL8019AS介绍RTL8019AS[2]是台湾readlted公司生产的以太网控制器，支持IEEE802.3；支持8位或16位数据总线；内置16KB的SRAM，用于收发缓冲；全双工，收发同时达到10Mbps；支持10Base5、10Base2、10BaseT,并能自动检测所连接的介质，在ISA总线网卡中占有相当比例。

RTL8019AS与主机有3种接口模式，即跳线模式、PnP模式和RT模式。

本文主要介绍便于DSP应用的跳线模式，因此下面主要介绍与跳线模式有关的引脚、寄存器及操作。

1.1 引脚介绍RTL8019AS可提供100脚的TQFP封装，其引脚可分为电源及时钟引脚、网络介质接口引脚、自举ROM及初始化EEPROM接口引脚、主处理器接口引脚、输出指示及工作方式配置引脚。

由于本文主要讨论非PC环境下的以太网接口，该接口不必具有即插即用功能（PnP）和远程自举加载功能，因此不介绍RTL8019AS与自举ROM、初始化EEPROM接口的引脚。

基于嵌入式DSP以太网接口的设计与实现

基于嵌入式DSP以太网接口的设计与实现
刘晓杰;赵晓晖;顾海军
【期刊名称】《微计算机信息》
【年(卷),期】2008(24)17
【摘要】本文以数字信号处理器和网络控制器为核心,设计了嵌入式DSP系统接入以太网硬件平台,并简化网络层次体系结构.完成相应的网络应用软件的设计,实现了嵌入式系统通过以太网与计算机进行通信功能.
【总页数】3页(P180-181,271)
【作者】刘晓杰;赵晓晖;顾海军
【作者单位】130012,吉林,长春吉林大学;130012,吉林,长春吉林大学;130012,吉林,长春吉林大学
【正文语种】中文
【中图分类】TN911
【相关文献】
1.基于DM9000A的DSP以太网接口设计与实现 [J], 沈豪敏;张涛;王健
2.基于DSP的嵌入式以太网接口转换器 [J], 谢欢文;陈秋月;江太辉
3.基于DSP平台的嵌入式系统以太网接口设计 [J], 王新权
4.基于DSP和LAN91C111的嵌入式以太网接口 [J], 何轩;夏应清
5.基于DSP的具有以太网接口的嵌入式系统设计 [J], 张颖;张长利
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ｉ ） ２８ 个 独 立 可 编 程 的 多 路 复 用 Ｉ／ Ｏ 引 脚 ； ｊ ） 串 行 通 讯 接 口 （ ＳＣＩ ） ； ｋ ） 串 行 外 部 设 备 接 口 （ ＳＰＩ ） 。 １．２ 电路框图 以 ＴＭＳ３２０Ｆ２４０ 作 为 主 控 制 芯 片 ， 以 ＲＴＬ８０１９ＡＳ 为 网 络 接 口 芯 片， 可方便地实现节点间的互联并进而构成分布式控制系统。 硬 件 电 路 框 图 如 图 １ 所 示 ， 包 括 主 处 理 器 ＤＳＰ 控 制 芯 片 ＴＭＳ３２０Ｆ２４０ 、以 太 网 控 制 芯 片 ＲＴＬ８０１９ＡＳ、驱 动 串 口 通 信 等 单 元 、片 外 扩 展 ＦＬＡＳＨ 、译 码 电 路 、电 源 模 块 、看 门 狗 电 路 、串 口 等 电 路 。
－ １２８－
信息科技
中国高新技术企业
一个标准的以太网物理传输帧由七部分组成， 如表 １ 所示（单 位： 字节） 。
表 １ 以太网的物理传输帧结构表
ＩＥＥＥ８０２ ．３ 帧 格 式 如 图 ２ 所 示 。
图 ２ ＩＥＥＥ８０２ ． ３ 帧 格 式 除了数据段的长度不定外， 其他部分的长度固定不变。数据段 为 ４６ — １５００ 字 节 ， 以 太 网 规 定 整 个 传 输 包 的 最 大 长 度 不 能 超 过 １５１４ 字 节 ， （ １４ 字 节 为 ＤＡ， ＳＡ， ＴＹＰＥ ） ， 最 小 不 能 小 于 ６０ 字 节 。 除 去 ＤＡ， ＳＡ， ＴＹＰＥ 的 １４ 字 节 ， 还 必 须 传 输 ４６ 字 节 的 数 据 ， 当 数 据 段 的 数 据 不 足 ４６ 字 节 时 需 填 充 ， 填 充 字 符 的 个 数 不 包 括 在 长 度 字 段 里 ； 超 过 １５００ 字 节 时 ， 需 拆 成 多 个 帧 传 送 。 事 实 上 ， 发 送 数 据 时 ， ＰＲ 、 ＳＤ、ＦＣＳ 及 填 充 字 段 这 几 个 数 据 段 由 以 太 网 控 制 器 自 动 产 生 ； 而 接 收 数 据 时 ， ＰＲ 、ＳＤ 被 跳 过 ， 控 制 器 一 旦 检 测 到 有 效 的 前 序 字 段 （ ＰＲ 、 ＳＤ） ， 就 认 为 接 收 数 据 开 始 。 ２．１．２ 网络层 网络层负责将数据报从源节点发送到目的节点， 完成网络内的 ＩＰ 寻 址 。 其 主 要 协 议 是 ＩＰ （ 网 际 协 议 ） 、ＡＲＰ （ 地 址 解 析 协 议 ） 、 ＩＣＭＰ （因 特 网 控 制 报 文 协 议 ）。 ＩＰ 协 议 ＴＣＰ／ ＩＰ 的 核 心 部 分 就 是 网 络 层 ， 它 主 要 由 ＩＰ 协 议 和 ＩＣＭＰ 两 个 协 议 组 成 ， 而 ＩＰ 协 议 是 ＴＣＰ／ ＩＰ 协 议 族 中 最 为 核 心 的 协 议 。所 有 的 ＴＣＰ 、ＵＤＰ 、ＩＣＭＰ 及 ＩＧＭＰ 数 据 都 以 ＩＰ 数 据 包 格 式 传 输 。 ＩＰ 协 议 有 三 个 重 要 功 能 ： 第 一 个 是 分 配 ＩＰ 地 址 和 到 达 目 的 主 机 的 包 发 送 （ 路 由 寻 址 ） 功 能 ； 第 二 个 是 ＩＰ 包 的 分 割 处 理 功 能 ； 第 三 个是重新构筑处理功能。 ＩＣＭＰ 协 议 ＩＣＭＰ 是 因 特 网 控 制 报 文 协 议 ， 用 来 将 数 据 报 出 现 的 问 题 以 发 送 通 知 的 方 式 反 馈 给 发 送 器 ， 是 主 机 和 网 关 使 用 的 一 个 机 制 。 在 ＩＰ 协议中， 当数据链路发生了故障而造成包不能到达的时候， 使用 ＩＣＭＰ 协 议 能 够 通 知 发 送 端 发 生 了 故 障 ， 所 以 ＩＣＭＰ 是 对 ＩＰ 协 议 进 行 辅 助 的 协 议 ， 可 以 弥 补 ＩＰ 协 议 的 不 足 。 它 包 括 差 错 报 告 和 查 询 两 种 类型的报文。 ＡＲＰ 协 议 ＡＲＰ 是 解 析 地 址 协 议 ， 主 要 完 成 物 理 地 址 的 映 射 ， 即 用 来 将 ＩＰ 地 址 与 物 理 地 址 联 系 起 来 并 相 互 转 换 。 因 为 ＩＰ 地 址 只 是 主 机 在 抽象网络层中的地址， 是不能直接用来通信的， 在实际网络的链路 上 传 输 数 据 帧 时 必 须 转 变 成 ＭＡＣ 帧 ， 所 以 最 终 还 要 使 用 硬 件 物 理 地 址 。这 样 形 成 了 只 能 使 用 ＩＰ 地 址 的 上 层 协 议 软 件 和 只 能 使 用 物 理 地 址 的 下 层 设 备 驱 动 程 序 软 件 之 间 的 分 界 线 。ＡＲＰ 协 议 包 括 静 态 映 射 和 动 态 映 射 ， 一 般 采 用 动 态 映 射 。 ＡＲＰ 软 件 包 由 三 个 组 件 构 成 ： 输 出 处 理 模 块 、输 入 处 理 模 块 和 高 速 缓 存 控 制 模 块 。 传输层 传 输 层 包 括 的 主 要 协 议 有 ＴＣＰ （ 传 输 控 制 协 议 ） 、ＵＤＰ （ 用 户 数 据 报 协 议 ）。 在 ＴＣＰ／ ＩＰ 协 议 族 中 ， 实 现 传 输 层 功 能 的 、有 代 表 性 的
ＤＳＰ 芯 片 是 专 门 为 实 现 各 种 数 字 信 号 处 理 算 法 而 设 计 的 、具 有 特 殊 结 构 的 微 处 理 器 ， 其 卓 越 的 性 能 、不 断 上 升 的 性 价 比 、日 渐 完 善 的开发方式使它的应用越来越广泛。同时以太网是当今最受欢迎的 局 域 网 之 一 ， 具 有 组 网 方 便 、开 放 性 高 等 特 点 。如 何 将 ＤＳＰ 与 以 太 网 连 接 起 来 ， 实 现 ＤＳＰ 与 ＤＳＰ 或 ＤＳＰ 与 ＰＣ 机 间 的 网 络 互 连 显 得 非 常 重 要 。 本 文 通 过 对 ＤＳＰ 芯 片 ＴＭＳ３２０Ｆ２４０ 、 以 太 网 控 制 芯 片 ＲＴＬ８０１９ＡＳ 及 ＴＣＰ／ ＩＰ 协 议 等 的 分 析 ， 设 计 出 一 种 ＤＳＰ 与 以 太 网 互 连 的 接 口 电 路 ， 以 实 现 通 过 以 太 网 对 ＤＳＰ 控 制 。
１ 系统硬件分析 ＤＳＰ 与 以 太 网 间 通 过 网 络 接 口 控 制 器 连 接 ， 以 太 网 控 制 器 芯 片 ＲＴＬ８０１９ＡＳ 实 现 以 太 网 媒 介 访 问 层 （ＭＡＣ） 和 物 理 层 （ＰＨＹ） 的 功 能 ， 包 括 ＭＡＣ 数 据 帧 的 收 发 、 地 址 识 别 、ＣＲＣ （Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ ， 循 环 冗 余 检 验 ） 编 码 ／ 校 验 、曼 彻 斯 特 编 解 码 、超 时 重 传 、链 路 完 整 性 测 试 、信 号 极 性 检 测 与 纠 正 等 。 主 处 理 器 ＴＭＳ３２０Ｆ２４０ 完 成 在 ＲＴＬ８０１９ＡＳ 的 外 部 总 线 上 读 写 ＭＡＣ 帧 。 １．１ 芯片介绍 １ ．１ ．１ 以 太 网 控 制 芯 片 — —— ＲＴＬ８０１９ＡＳ 简 介 由 台 湾 Ｒｅａｌｔｅｋ 公 司 生 产 的 ＲＴＬ８０１９ＡＳ 以 太 网 控 制 器 ， 由 于 其 优 良 的 性 能 、低 廉 的 价 格 ， 使 其 在 市 场 上 １０Ｍｂｐｓ 网 卡 中 占 有 相 当 的 比例。其主要性能如下： ａ） 符 合 ＥｔｈｅｒｎｅｔＩＩ 与 ＩＥＥＥ８０２．３ （ １０Ｂａｓｅ５ 、１０Ｂａｓｅ２ 、１０ＢａｓｅＴ） 标 准； ｂ ）全 双 工 通 信 ， 收 发 可 同 时 达 到 １０Ｍｂｐｓ 的 速 率 ； ｃ）内 置 １６ＫＢ 的 ＳＲＡＭ， 用 于 收 发 缓 冲 ， 降 低 对 主 处 理 器 的 速 度 要求； ｄ ）支 持 １６ｂｙｔｅ 数 据 总 线 ， ２０ｂｙｔｅ 地 址 总 线 ， ８ 个 中 断 申 请 线 以 及 １６ 个 Ｉ／ Ｏ 地 址 选 择 ； ｅ） 支 持 ＵＴＰ 、ＡＵＩ 、ＢＮＣ 自 动 检 测 ， 还 支 持 对 １０ＢａｓｅＴ 拓 扑 结 构 的自动极性修正； ｆ）允 许 ４ 个 诊 断 ＬＥＤ 引 脚 可 编 程 输 出 ； １ ．１ ．２ 主 控 制 芯 片 — —— ＴＭＳ３２０Ｆ２４０ 简 介 ＴＭＳ３２０Ｆ２４０ 是 ＴＩ 公 司 的 一 款 优 秀 数 字 信 号 处 理 器 ， 将 ＤＳＰ 的 高速运算能力与高效控制能力集于一体， 它具有以下特性： ａ ） ３２ 位 的 中 央 算 术 逻 辑 单 元 ； ｂ ） ３２ 位 加 法 器 ； ｃ ） 三 个 １６ 位 定 时 器 （ ２ 和 ３ 可 级 联 成 ３２ 位 定 时 器 ） ； ｄ ） 片 内 ５４４ ×１６ 位 的 数 据 ／ 程 序 ＲＡＭ； ｅ ） １６Ｋ×１６ 位 的 片 内 闪 速 Ｅ２ＰＲＯＭ； ｆ） ２２４ Ｋ×１６ 位 的 最 大 可 寻 址 存 储 器 空 间 ； ｇ） １６ 位 地 址 总 线 和 １６ 位 数 据 总 线 ； ｈ） ６ 个外部中断（ ３ 个可屏蔽中断） ；
图 １ 硬件电路框图 ２ 系统软件分析 本 系 统 主 要 是 在 ＤＳＰ 中 实 现 ＴＣＰ／ ＩＰ 协 议 栈 ， 这 里 我 们 主 要 采 用 以 太 网 ＩＥＥＥ８０２ 。３ 、ＩＰ 、ＵＤＰ 、ＡＲＰ 等 协 议 作 为 通 信 协 议 ， 传 输 数 据 通 过以太网控制器完成。在数据发送前， 首先要对待传输的数据进行 协 议 封 装 。 因 此 ， 需 要 对 ＴＣＰ／ ＩＰ 协 议 进 行 分 析 。 ２． １ ＴＣＰ ／ ＩＰ 协 议 栈 的 设 计 ＴＣＰ／ ＩＰ 协 议 采 用 分 层 的 结 构 ， 从 上 到 下 依 次 为 应 用 层 、传 输 层 、 网 络 层 、数 据 链 路 层 ， 物 理 层 ， 每 一 层 只 对 相 邻 层 提 供 服 务 。 应 用 层 、传 输 层 和 网 络 层 用 软 件 来 实 现 ， 主 要 通 过 ＤＳＰ 编 写 一 个 ＴＣＰ／ ＩＰ 协议栈。 ２．１．１ 数据链路层和物理层 数 据 链 路 层 和 物 理 层 依 靠 以 太 网 控 制 芯 片 实 现 。 包 括 ＭＡＣ 数 据 帧 收 发 、地 址 识 别 、ＣＲＣ 编 码 ／ 校 验 、曼 彻 斯 特 编 解 码 、超 时 重 传 等 。ＤＳＰ 只 需 要 在 ＲＴＬ８０１９ＡＳ 的 外 部 总 线 上 读 写 ＭＡＣ 帧 。所 有 数 据 位的传输由低位开始， 但传输的位流是用曼彻斯特编码的， 曼彻斯 特 编 码 由 ＲＴＬ８０１９ＡＳ 自 动 完 成 ， 无 需 ＤＳＰ 进 行 处 理 。 本 系 统 中 用 到 以 太 网 Ｅｔｈｅｒｎｅｔ 协 议 ， 协 议 规 定 了 在 直 接 相 连 的 计 算 机 之 间 使 用 通 信介质进行通信的规格标准。数据链路层主要利用以太网控制芯片 的驱动程序提供一个与物理层的接口， 完成数据的收发， 物理编码 的转换等功能， 而 ＣＲＣ 校验由以太网控制芯片自动完成。具体到程序实现 就是由 ＲＴＬ８０１９ＡＳ 完成网卡驱动程序， 解决以太网络数据包的收发。