RTL8019型控制器与DSP的接口设计及编程技巧

时间：2008-02-19 21:46:00

关键字： DSP 控制器编程技巧 RTL8019

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[导读]基于美国TI公司的高速数字信号处理器(DSP)，详细描述RTL8019型以太网控制器的性能特点和引脚功能。同时给出DSP与RTL8019的硬件电路接口设计方法及DSP控制RTL8019进行网络传输的相应软件编程方法。

摘要：基于美国TI公司的高速数字信号处理器(DSP)，详细描述RTL8019型以太网控制器的性能特点和引脚功能。同时给出DSP与RTL8019的硬件电路接口设计方法及DSP控制RTL8019进行网络传输的相应软件编程方法。
关键词：闪速存储器；接口；DSP；TMS320F206；RTL8019

1 引言
数字信号处理器(DSP)具有先进的并行处理结构,特别适合于信号处理，已经越来越多地应用于工业控制领域和各类仪器仪表的开发设计。互联网络硬件和软件的迅猛发展使得网络用户呈指数增长,在使用计算机进行网络互联的同时，各种家电设备、仪器仪表以及工业生产中的数据采集与控制设备逐步走向网络化，以便共享网络中庞大的信息资源。在电子设备日趋网络化的背景下，利用高速数字信号处理器控制RTL8019实现以太网通讯具有十分重要的意义。
TMS320F206是TI公司生产的16-bit定点DSP，它有l条程序总线和3条数据总线，采用了改进的哈佛结构，内含高度并行的32-bit算术逻辑单元、16×16-bit并行硬件乘法器、片内存储器和片内外设，配备了高度专业化的指令集，功耗相当低，特别适合于信号处理。RTL8019采用100引脚POFP封装，性能优良，价格低。它支持PnP自动探测．符合EthernetⅡ与IEEE802.3(10Base5、10Base2、10BoseT)标准，内嵌16 KB SRAM，有全双工通信接口，可以通过交换机在双绞线上同时发送和接收数据,使带宽从lO MHz增加到20 MHz，是进行以太网通信的理想器件。本文即结合DSP处理器的特点,详细介绍Realtek公司生产的RTL8019型以太网控制器的硬件电路设计方法及编程技巧。

2 RTL8019的主要引脚功能
    AEN(34)：地址使能引脚，决定电路被分得的地址空间：
    INT0-INT7(97~100，1~4)：中断请求引脚；
    IOCHRDY(35)：读/写命令准备引脚；
    IOCSl6B(96)：8位/16位数据选择引脚，高电平选择16位数据总线，低电平选择8位数据总线；
    IORB，IOWB(29，30)：I/O端口读命令、写命令；
    SMEMRB，SMEMWB(3l，32)：寄存器读命令、写命令；
    RSTDRV(33)：复位信号；
    SD0-SDl5(36～43，87，88，90～96)：数据线；
    SA0-SDl9(5，7~13，15，16，18～27)：地址线；
    X1(50)：20 MHz晶体振荡器或外部晶体振荡器输入引脚；
    LEDBNC，LEDO，LEDl，LED2(60~63)：网卡状态指示；
    TPOUT+、TPOUT-、TPIN-、TPIN+(45，46，58，59)；数据发送和接收引脚。

3 寄存器配置
    RTL8019有4页寄存器组，每页寄存器组有16个寄存器。进行网络通信时需要对这些寄存器进行设置。
    CR是控制命令寄存器，地址是00H，这个寄存器用来选择寄存器页，控制远程DMA操作。其中STP(O bit)是停止命令位，PSO、PSl(6 bit、7 bit)是页寄存器选择位，在实际配置寄存器时，首先要指定要配置的寄存器属于哪一页(就是进行PSI和PSO的设置)，然后对该页中的寄存器写入配置信息。
    PSTART是接收缓冲区起始页位置，地址是01H。
    PSTOP是接收缓冲区中止页位置，地址是02H。
    BNRY是边界寄存器，地址是03H。
    TSR是发送状态寄存器，TPSR是发送缓冲区起始页位置，地址是04H。
    NCR是发送期间碰撞次数，地址是05H。
    FIFO是回环检测后，查看FIFO内容，地址是06H。
    ISR是中断状态寄存器，写“1”清除内部所有寄存器位，地址是07H。
    CRDAO，CRDAl是当前的远程DMA地址寄存器，地址是08H、09H。
    RBCR0，RBCRl是远程DMA字节计数寄存器，地址是0AH、OBH。
    RSR接收状态寄存器，RCR是接收配置寄存器，地址是0CH。
    TCR发送配置寄存器，TSR是发送状态寄存器，CNTR0是帧同步错总计数器，地址是0DH。
    DCR是数据配置寄存器，CNTRl是CRC错总计数器，地址是0EH。
    CNTR2是丢包总计数器，地址是0FH。
    远程DMA端口寄存器，地址是10H。
    复位端口寄存器，地址是1AH。
    要进行网络通信必须对网络控制器的各个寄存器初始化，初始化比较烦琐，但非常重要，它决定网络通信的一些重要参数。初始化时需要对上述的各个寄存器进行详细配置。

4 硬件接口电路设计
在具体应用中，由于DSP本身的限制，进行了一系列的简化设计。采用跳线工作方式即网卡的I/0和中断由跳线决定，JP引脚接高电平时选择16位数据总线。仅通过4条地址线A0-A3选择RTL8019的寄存器地址和存储器地址，控制并实现数据的读取。LEDBNC、LEDO、LEDl、LED2网卡状态指示引脚连接发光二极管，便于直观判断网卡状态。通过GAL22V10型逻辑编程器对RTL8019的片选信号进行控制。具体的硬件接口电路图如图1所示。