基于LXT971A的嵌入式系统的网络通讯设计
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关键词：嵌入式系统 网络通讯 接口电路 处理器 服务器
1 概述
在嵌入式系统中，网络通讯是非常重要而且必备的功能。为了充分发挥嵌入式系统中CPU的网络控制功能，选择一款合适 的网络接口电路至关重要，LXT971A网络通讯接口电路就是一个很好的选择。LXT971A是Intel公司的网络通讯接口电路，它符合IEEE标准，直接支持10Mb/s/100Mb/s双绞线应用，也支持100Mb/s光纤接口；该电路提供的MII接口能很好的符合10/100Mb/s双绞线应用，也支持100Mb/s光纤接口；该电路提供的MII接口能很好的符合10/100MACs。
图1所示是LXT971A的内部功能结构框图。
图1
2 LXT971A的引脚功能
LXT971A具有64个引脚，其引脚排列如图2所示。各引脚的功能如下：
·TXD0-TXD3是并行数据发送端口；
·TX_EN是发送使能端；
·TX_CLK是发送时钟，速率为10Mb/s时为2.5MHz,速率为100Mb/s时为25MHz;
·TX_ER是错误数据发送端;
·RXD0-RXD3是并行数据接收端;
·RX_CLK是接收时钟,速率为10Mb/s时为2.5MHz,速率为100Mb/s时为25MHz.
·RX_DV是接收数据正常指示端;
·COL是冲突检测端;
·CRS是载波检测端;
·MDDIS、MOC、MDIO、MDINT是MII控制信号端口；
·TPFOP、TPFON是网络接口输出正、负端口；
·TPFIP、TPFIN是网络接口输入正、负端口；
·SD/TP是TP选择；
·TxSLEW0、TxSLEW1是TP驱动端；
·RESET是复位端；
·ADDR0-ADDR4是设备地址端口；
·RBIAS是偏置端；
·PAUSE是暂停端；
·SLEEP是休眠端；
·TEST0、TEST1是测试端，接地；
·REFCLK/XI、REFCLK/XO是晶振输入、输出端；
·TDI、TDO、TMS、TCK、TRST是JTAG测试端；
·LED/CFG1、LED/CFG2、LED/CFG3是LED驱动或配置输入端。
3 硬件接口
在实际应用系统中，要实现LXT971A的网络接口功能还要借助于MPC860型网络通信处理器。LXT971网络接口电路与MPC860网络通信处理器是一种非常好的组合，以它们为核心弄好的网络产品有很好的实用性。笔者设计的硬盘录像机和远程电量采集器均是以MPC860为核心CPU，以LXT971为接口电路来实现的，实际应用中均取得了比较好的应用效果。
MPC860是Motorola公司推出的网络通信处理器，其特点主要有：内嵌PowerPC内核；4kbyte指令缓冲和4kbyte数据缓冲；强有力的内存控制和系统功能；高效的结构，可用一个独立的RISC处理器处理通讯单元；可支持以太网、快速以太网、HDLC、ATM等；带有8kB双端口RAM；可提供50MHz、66MHz、80MHz频率，采用357引脚BGA封装；具有强大的第三方工具支持等。
SPC860与LXT971的接口采用标准的MII接口，SD/TP引脚接地，传输介质可采用双绞线。MPC860可通过MII接口初始化LXT971A，而不需要使用LXT971A中的JTAG口。它们的连接原理如图3所示。
4 软件设计
在笔者所开发的嵌入式系统中，MPC860所配置的操作系统为Nucleus PLUS实时嵌入式系统。该系统对网络的出色支持能够使MPC860与LXT971实现无缝连接，而软件设计中，只需简单调用操作系统中的MII_AutoNeg 0函数就可以完成初始化LXT971A的工作，进而快速地进行下一步的网络应用编程。
该系统可支持TCP、UDP、RAW_IP3种接口编程方式。下面给出的是采用TCP方式的服务程序。
Void TCP_Server_Task(UNSIGNED argc,VOID *argv) //TCP服务器端任务
{
INT socketd,newsock; //套接字标识
Struct addr_struct *servaddr; //服务器地址结构指针
unsigned int i;
VOID *pointer;
STATUS status;
Struct addr_struct client_addr;
NU_DEVICE devices[1];
CHAR serv_in_addrp[]={192.168.1.1};//服务器（本机）IP地址
CHAR subnet[]={255,255,255,0};//子码掩摸
if(NU_Init_Net(&Noncached_Memory=NUU_SUCC ESS) //初始化网络模块
{
DEMO_Exit(0); //不成功退出
}
memcpy(devices[0].dv_ip_addr,
serv_ip_addr,4);
//服务器IP地址拷贝到地址结构中
memcpy(devices[0].dv_subnet_mask,subnet,4);
//服务器子码掩摸拷贝到地址结构中
memcpy(devices[0].dv_subnet_mask,subnet,4);
//服务器子码掩拷贝到地址结构中
if(UN_Init_Devices(devices,1)!=NU_SUCCESS)
//初始化网络设备LXT971A
{
DEMO_Exit(0); //不成功退出
}
if((socketd=NU_Socket(NU_FAMILY_IP,NU_TYPE_STREAM,0))>=0)
//创建套接字
{
if((NU_Bind(socketd,servaddr,0))>=0)
//绑定服务器IP地址
{
status=NU_Listen(socketd,10);//侦听
if(status==NU_SUCCESS)
{
for=(i=0;i<DEMO_MAX_CONNE CTIONS;i++)
{
newsock=NU_Accept(socketd,&client_addr,0);//接地
if(newsock>=0)
{status=NU_Send_T0_Queue&socketQueue,(UNSIGNED*)&newsock,1,NU_SU SPEND}; //接收成功队列发送
}
}
}
}
}
}
编程方式与Windows的网络编程相似。
5 结束语
该设计应用广泛，凡是对网络通讯要求比较高的产品均可采用该设计。如用作监控系统核心产品的硬盘录像机DVR、10万伏变电站上用的高端远程电理采集器、电信网中的路由器等。
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