软硬件配置方案设计
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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。
计算机上一是即插即用方式，为了降低软件编程的复杂度，将网卡设置为跳线方式。
上述所有的译码逻辑都在EPM7129中实现。
74ALVC16425是总线驱动芯片，可实现3.3V到5V的电平转换。由于TMS320VC33和EPM7128是3.3V的器件，而ISA总线是5V的，所以信号线不能直接连接，需要通过74ALVC164245进行电平转换和隔离。
2、软件设计
2.1网卡硬件驱动程序的设计
网卡驱动程序主要包括以下几部分：
（1）NIC的初始化
NIC是网络接口控制芯片，它负责网络上数据的接收和发送。为了能够使NIC启动并处于准备接收或准备发送数据的状态，必须对相关的寄存器进行初始化。这些寄存器包括CR、DCR、RBCR、PSTART、PSTOP、ISR、IMR、PAR0～PAR5、MAR0～MAR7、CURR、TCP、RCR等。
（2）中断服务程序
中断服务程序一般完成两项任务：一是设置中断标志，以使相关程序能以此发现发生了中断；二取得中断状态寄存器的值，并将引起中断的具体原因提交给相应的程序，这一过程也是通过设置中断原因标志完成的。需要注意的，中断服务程序开始的时候要保护中断现场，待程序处理完成后要恢复中断现场；中断服务程序应尽可能短小，以便在尽可能短的时间内执行完成，因此需要将一些不民要的工作交给其它程序来完成。
（3）帧发送程序
在网络中，帧传输的过程是：发送方将待发送的数据按帧格式要求封装成帧，然后通过网卡将帧发送到网络的传输线上；接收方根据接收到的帧的目的地址研究是否将该帧提交给上层应用程序。帧的发送是指将待发送的数据以帧的形式发送到网络传输线上，因此，帧的发送过程应该包括以下几个步骤：
①装帧；
②将帧送入NIC的发送缓冲区；
③初始化发送控制寄存器；
④启动NI
C将该帧发送到网络传输线上。
（4）帧接收程序
帧接收是指将网络上的数据帧接收并缓存于网卡的接收缓冲环中，然后由主机程序将缓存于接收缓冲环的帧读走并存入内存中以备程序使用。从中可以看出，帧的接收过程分成两卡；
①第一步由NIC通过本地DMA将帧存入接收缓冲环；
②第二卡是通过远程DMA并在主机的配合下将接收缓冲环中的帧读入内存。
2.2TCP/IP协议的实现
2.2.1DSP中与PC机中实现TCP/IP协议不同
TCP/IP协议最先是在UNIX系统中实现的，后来在LINUX、DOS 和WINDOWS系统中也实现了TCP/IP。但是，在UNIX上实现的TCP/IP 协议的源代码并不能直接移植到DSP上来，这是因为PC机和DSP存在着巨大的差异。
PC机的运算速度非常快，一般都有一个多任务的操作系统，可以多任务并行执行，通过硬中断与中断、消息队列和各种插口实现ATCP/IP各协议层之间的通信和整个网络的通信。而DSP运行速度相对较慢，缺乏多任务操作系统的平台，只能通过顺序执行加硬件中断的方式来实现，并且因其还要同时执行数据采集、串口中断等任务，所以中断程序应尽量短，只完成设置各种状态的标志位，而将相对较慢的网络数据包的处理放在主程序中执行，以减少各种任务之间的冲突。
PC机的内存非常大，现在一般都可达到32～128M的存储容量，可以动态地分配和释放内存，很容易实现存储器缓存mbuf、网络控制块ncb等链状结构，且可随意增删；同时能维护多条网络连接，由于计算机处理速度快，几乎不用考虑缓冲区溢出的问题。而DSP内部RAM一般只有十几K，加上外部扩展的RAM也只能达到几十K的容量，
一个最大的以太网数据包就有1.5K左右，如果也按PC机的内存管理方式和数据结构，使用mbuf链，RAM肯定不够用，因此只能在RAM
中分配一个固定的1514字节的区段来存放接收到的以太网数据包，接收一包处理一包。
PC机中TCP/IP协议都是分层次实现的，相互之间都是通过参数传递进行联系，这样有利于提高程序的模块化和独立性。而在DSP 中，由于参数传递会占用过多的程序空间，且降低DSP的执行速度，所以应尽量减少参数传递，转而使用全局变量和外部变量等来达到值的传递，因此各程序间的依赖程度大，往往会共享某一些变量和数据。 PC机上实现了比较完整的TCP/IP协议。而在DSP中，由于运算速度和内存的限制，不可能支持所有的协议，一般只实现需要的部分，不需要的协议一概都不支持；而且即使需要的协议也不用像在PC机上实现那么复杂，可以根据硬件的具体情况和实现的需求进行必要的简化。
2.2.2TCP/IP协议的具体实现
TCP/IP协议是一个协议簇，包含了很多协议，在DSP上实现的所有协议如图3所示，通常可分为四层（不包括物理层）。
根据DSP的结构特点和所需要实现的功能，在DSP中实现了ARP （地址解析协议）、IP（网际协议）、ICMP（Inter控制报文协议）、UDP（用户数据报协议）和TCP（传输控制协议），并对它们进行了简化。
2.2.2TCP/IP协议的具体实现
