基于DSP的嵌入式Ethernet接入方案设计

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第日届京、津、沪、渝反套国城市有线电视技术研讨套论文集

一３５一

基于ＤＳＰ的嵌入式Ｅｔｈｅｒｎｅｔ接入方案设计

中国传媒大学信．电工程学院曹岱鸿王金涛

摘要：介绍了以ＤＳＰ为核心具有以太网接Ｅｌ的嵌入式系统的硬件电路组成和软件设计方ｊ矗。对系统的硬件设计进行了介绍．详细地介绍了网络控制器ＬＡＮ９１１８的工作原理及散宇信号处理器ＴＭＳ３２０Ｃ６７１３。介绍了嵌入式ＴＣＰ／ＩＰ协议栈ＬｗＪＰ和实时操作系统１ＪＣ／ＯＳ—ＩＩ在ＤＳＰ上的移植方法。

关键词：嵌入式Ｅｔｈｅｍｅｔ

ＩＪＣ／ＯＳ一¨ＬｗＩＰ

ＤＳＰ

１

引言

在Ｉｎｔｅｍｅｔ技术应用日益广泛的今天，嵌入式的产品需要支持网络的功能，而网络是最方便和最有效的传

输方式。ＴＣＰ／ＩＰ是目前一种广泛采用的网络协议，是一套把因特网上的各种系统连接起来的协议组，已经成为事实上的最常用的网络协议。本文利用Ⅱ公司的ＴＭＳ３２０Ｃ６７１３芯片和ｖ，Ｃ／ＯＳ－ＩＩ嵌入式操作系统和加载ＬｗｌＰ

的ＴＣＰ／ＩＰ协议栈来实现以太网的接人。

２系统总体结构

系统层次结构

本课题研究的以太网通信系统大致分为上图所示的５个层次，由下向上分别为：硬件层、设备驱动层、操作

系统、网络模块和用户代码。

系统硬件电路，包括ＤＳＰ系统和以太网控制芯片ＬＡＮ９１１８的接口电路，是系统的物理基础。

快速以太网驱动程序处于硬件抽象层，本身虽为软件，但与硬件结合紧密，为操作系统提供了访问快速以

太网控制芯片ＬＡＮ９１１８或改变其工作行为的系统调用。

斗ｃ／ｏｓ—ＩＩ操作系统处于系统内核，为用户代码统一管理系统软硬件资源，提供用户所需的底层服务。

ＴＣＰ／ＩＰ协议栈软件为ｐ，Ｃ／ＯＳ一Ⅱ操作系统扩展了网络通信能力。

用户代码处理特定的应用程序细节，可以直接使用ＴＣＰ／ＩＰ协议模块提供的ＡＰＩ函数，开发基于以太网

的通信项目。

３系统硬件框图

一３６一

第口届京、津、沪、渝及全国城市有线电视技术研讨会论文集

在系统中我们选择了ＤＳＰ上ＣＥ０、ＣＥｌ接ＳＤＩＬＡＭ，ＣＥｌ接ＦＬＡＳＨ，ＣＥ３接ＬＡＮ９１１８。系统的整体框架图如

下：

ＴＭＳ３２０Ｃ６７１３和ＬＡＮ９１１８的接口如下图

ＴＭｓ３２０Ｃ６７１３

Ｌ～Ｎ９１１８

ＥＤ［３１：ｏｌＥＡ｛２１：９】ＥＡ［８：２１

ＡＲＥ＃

Ｄ口ｌ：伽Ａ［７：Ｉ】

ＲＤ＃

ＡＷＥ＃ＣＥ坤

ＥＸＴＩＮＴ４

ＡＲＤＹ

ＷＲ＃ＣＳ＃

ｍＱ

ＰＭＥ

４

ＴＭＳ３２０Ｃ６７１３数字信号处理器简介

Ⅱ公司推出的６０００系列处理器ＴＭＳ３２０Ｃ６７１３，运算功能强，片内存储空间大，完全支持浮点；相应的ＤＳＫ

开发板功能强大，有丰富的外设接口，并有如下主要特性：

（１）超长指令字（ｖＬｉｗ）结构

装载／存储结构；指令包以减小代码长度；１００％条件指令以提高执行速度；

（２）ＣＰＵ主要特性

内部包含４ＫＢｙｔｅ的１级程序缓存，４ＫＢｙｔｅ的ｌ级数据缓存，２５６ＫＢｙｔｅ的内部存储器，可以动态分配其中的６４ＫＢｙｔｅ作为程序和数据共享的２级缓存；８个独立的功能单元（包括两个乘法器，６个算术逻辑单元ＡＬＵ）；８个定点运算单元，６个浮点运算单元；３２个３２位寄存器；主频高达２２５ＭＨｚ，１８００ＭＩＰＳ／１３５０ＭｎＤＰｓ（１Ｍ

ＦＬＯＰＳ－－－－－－每秒约１００万次浮点操作）；３．３ｎｓ指令周期；３２位寻址空间；可寻址３２、１６、８位数据，１６通道ＥＤ．

ＭＡ：

（３）存储器及外围设备

３２位的片外存储器接口（ＥＭＩＦ）；２个３２位定时器，４个开关量ＳＷ；１６ＭＢｙｔｅ片外存储器ＳＤＲＡＭ；

５１２ＫＢｙｔｅＦＬＡＳＨ：

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一３７—

５

ｐＣ／ＯＳ－ＩＩ操作系统概述及移植要点

嵌入式的操作系统肛Ｃ／ＯＳ—ＩＩ是一个完整的，可移植、固化、剪裁的占先式实时多任务内核ＲＴＯＳ，其性能和

安全性可以与商业产品竞争。斗Ｃ／ＯＳ—ＩＩ是用ＡＮＳＩＣ语言编写的，包含一小部分汇编语言代码，使之可供不同架构的微处理器使用。ｐ，Ｃ／ＯＳ—ＩＩ的特点是源代码公开，你只需买一本书（文献３），附带的光盘就可得到Ｖ２．５２

版本的源代码。而且对学校和教育的使用是完全免费的，商业应用的费用也相对较低。

要使¨Ｃ／ＯＳ－ＩＩ正常运行于不同的处理器上，那么处理器必须满足以下的要求：①处理器的ｃ编译器能产生可重人型代码

②处理器支持中断，并且能产生定时中断（通常为１０－１００Ｈｚ）③用ｃ语言就可以开关中断

④处理器能支持一定数量的数据存储硬件堆栈（可能是几千字节）

⑤处理器有将堆栈指针以及其它ＣＰＵ寄存器的内容读出，并存储到堆栈或内存中去的指令。

一般的移植步骤如下：

①深入了解所采用的系统的核心②分析所采用的ｃ语言开发环境的特点③编写移植代码④进行移植的测试

⑤针对项目的开发平台，封装服务函数

下图说明了ｗＣ／ＯＳ－ＩＩ的结构以及它与硬件的关系

ｖ，Ｃ／ＯＳ－ＩＩ

（与处理器无关的代码）

ＯＳ＿ＣＯＲＥＣＯＳＭＢＯＸＣＯＳ＿ＭＥＭＣＯＳ＿ＳＥＭ．Ｃ

ＩＪ＿Ｃ／ＯＳ－ＩＩ．Ｃ

啦，ＯＳ一Ⅱ．Ｃ

Ｏｓ－Ｑｃ

ＯＳ＿ＴＡＳＫ－Ｃ

０ＳⅧＥＣ

当你拿到斗Ｃ／ＯＳ—ＩＩ的源代码后，打开文件与平台相关的移植代码仅存在于０ｓ＿ＣＰｕ』．ＡＳＭ、０ｓ＿ｃＰＵ＿Ｃ．

Ｃ、Ｏｓ＿ｃＰＵ．Ｈ这三个文件中。在ＯＳ－ｃＰＵ．Ｈ中包括了用＃ｄｅｆｉｎｅ语句定义的、与处理器相关的常数、宏以及数据类型．这部分的修改相对比较容易，具体见文献３的第十三章，在ＯＳ＿ＣＰＵ＿Ｃ．Ｃ文件中有ｌＯ个函数需要用户用

Ｃ语言来编写ＯＳＴａｓｋＳｔｋｌｎｉｔ（）；ＯＳＴａｓｋＣｒｅａｔｅＨｏｏｋ（）；ＯＳＴａｓｋＤｅＬＨｏｏｋ（）；ＯＳＴａｓｋＳｗＨｏｏｋ（）；ＯＳＴａｓｋＭｌｅＨｏｏｋ（）；

ＯＳＴａｓｋＳｔａｔＨｏｏｋ（）；ＯＳＴｉｍｅＴｉｃｋＨｏｏｋ（）；ＯＳＩｎｉｔＨｏｏｋＢｅｇｌｎ（）；ＯＳｌｎｉｔＨｏｏｋＥｎｄ（）；ＯＳＴＣＢＩｎｉｔＨｏｏｋ（）。其中第一个函

数的编写较其它的函数来说复杂一些。ＯＳ＿ＣＰｕ—Ａ．ＡＳＭ文件中是四个用汇编语言写成的函数是移植过程中最难写的部分ＯＳＳｔａｒｔＨｉｇｈＲｄｙ（）；ＯＳＣｔｘＳｗＯ；ＯＳＩｎｔＣｔｘＳｗ（）；ＯＳＴｉｅｋｌＳＲ（）。这些代码的编写可以参考树种的移植例子，也可以登录ｔＪＪＣ／ＯＳ—ＩＩ的官方的网站ｗｗｗ．ｕＣＯＳ—ＩＩ．ｃｏｒｎ找出相关的移植代码，笔者在移植过程中参看了清华大学曾鸣的代码和在ＴＭＳ３２０Ｃ６２ｘ上移植的代码。可参考文献［８】。

一３８一

第口届京、津、沪、渝及全国城市有线电视技术碍讨会论文集

６

ＬｗＩＰ协议栈概述及移植要点

ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒ

ＬｗｌＰ（ＬｉｓｈｔＷｅｉｇｈｔ

ＩＰ

Ｐｒｏｔｏｃ０１）是瑞士计算机科学院（ＳｗｅｄｉｓｈＳｃｉｅｎｃｅ）的Ａｄａｍ

Ｄｕｎｋｅｌｓ等开发的一套用于嵌入式系统的开放源代码ＴＣＰ／１Ｐ协议栈。１ｗＩＰ既可以移植到操作系统上，又可以在无操作系统的情况下独立的运行。ＬｗＩＰ实现的重点是在保持ＴＣＰ／ＩＰ协议主要功能的基础上减少对ＲＡＭ的占用，一般它只需要几十Ｋ的ＲＡＭ和４０Ｋ左右的ＲＯＭ就可以运行，这使ＬｗＩＰ适台在低端嵌入式系统中使用。ＬｗＩＰ的特性如下：

（１）支持多网络接口下的ＩＰ转发（２）支持ＩＣＭＰ协议

（３）包括实验性扩展的ＵＤＰ（用户数据报协议）

（４）包括阻塞控制，ＲＴｒ估算和快速恢复和转发的ＴＣＰ（传输控制协议）（５）提供专门的内部回调接口（ＲａｗｘＰｉ）用于提高应用程序性能（６）可选择的Ｂｅｒｋｅｌｅｙ接１２１ＡＰＩ（多线程情况下）（７）在最新的版本中支持ＰＰＰ

（８）新版本中增加了ＩＰｆｒａｇｍｅｎｔ的支持（９）支持ＤＨＣＰ协议，动态分配ＩＰ地址

６，１

与操作系统相关部分

在ｉｎｃｌｕｄｅ文件夹里有建立两个文件夹ａｒｃｈ和ｎｅｔｆｆ，在ｎｅｔｉｆ文件夹里写一个与ｌａａ９１１８ｉｆ．ｅ文件对应的头

文件ｌａｎｇｌｌ８ｉｆ．ｈ，进行函数的声明。在ａｙｅｈ里有５个头文件，分别是ｅｃ．ｈ作系统的头文件ＯＳ＿ＣＰＵ．Ｈ的定义是～样的。如下：

ｔｙｐｅｄｅｆ

ｕｎｓｉｇｎｅｄｃｈａｒｕ８ｔ；

ｉｎｉｔ．ｈｌｉｂ．ｈ

ｐｅｒｆ．ｈｓｙｓ＿ａｒｃｈ．ｈ。

在ｃｃ．ｈ中是一些与编译器有关的数据信息的定义，如数据的长度，字的高低位顺序等。这与在移植斗Ｃ／ＯＳ－ＩＩ操

ｔｙｐｅｄｅｆｔｙｐｅｄｏｆｔｙｐｅｄｅｆ

ｓｉｇｎｅｄｃｈａｒ

ｓＳ＿ｔ；

ｔ；

ｕｎｓｉｇｎｅｄｓｈｏｒｔｕｌ６ｓｉｇｎｅｄ

ｓｈｏｒｔｉｎｔ

ｓｌ６＿ｔ；

ｔｙｐｅｄｅｆ

ｕｎｓｉｇｎｅｄ

ｓｉｇｎｅｄｉｎｔ

ｕ３２ｊ；

ｓ３２＿ｔ；

在ｌｉｂ＿ａｒｃｈ．ｃ文件中ＩＭＰ协议栈中用到了８个外部函数，这些函数通常与用户使用的系统或编译器有关。

因此留给用户自己实现。如下：

ｕ１６＿ｔｈｔｏｎｓ（ｕ１６＿ｔｎ）；ｕ１６．＿ｔｎｔｏｈｓ（ｕ１６＿ｔｎ）；ｕ３２＿＿ｔｈｔｏｎｌ（ｕ３２＿３ｎ）；ｕ３２ｊｎｔｏｈｌ（ｕ３２ｊｎ）；

ｉｎｔｉｎｔ

／／１６位数据高低字节交换

／／３２位数据大小头对调

ｓｔｒｌｅｎ（ｅｏｎｓｔｃｈａｒ｝ｓＩｒ）；／／返回字符串长度

ｓｔｍｃｍｐ（ｃｏａｓｔｃｈａｒ＊ｓｔｒｌ，ｃｏｎｓｔｃｈａｒ＋ｓｔｒ２，ｉｎｔｌｅａ）；∥字符串比较ｂｃｏｐｙ（ｅｏｎｓｔｖｏｉｄ＊ｓＦｅ，ｖｏｉｄ＊ｄｅｓｔ，ｉｎｔｌｅｎ）；

ｖｏｉｄ

∥内存数据块之间的互相拷贝

ｖｏｉｄｂｚｅｒｏ（ｖｏｉｄ＊ｄａｔａ，ｉｎｔｎ）；／／内存中指定长度的数据块清零

在ｓｙｓ＿ａｒｃｈ．ｅ文件中的内容是与操作系统相关的一些结构和函数，主要分四个部分（１）ｓｙｓ＿ｓｅｍ＿ｔ信号量

ＩＭＰ中需要使用信号量通信，所以在ｓｙｓ＿ａｒｃｈ中应实现信号量结构体和处理函数：

算口届京、津、沪、瀹反全国城市有线电视技术研讨会论文集

ｓｔｒｕｃｔ

一３９一

ｓｙｓ＿ｓｅｍ＿ｔ

ｓｙｓ＿ｓｅｍ＿ｎｅｗ（（ｓｙｓ＿＿ｓｅｎｌ＿ｆｒｅｅ（）ｓｙｓ．．８ｅｍ—ｓｉｇｎａｌ（）

／／创建一个信号量结构／／释放一个信号量结构

／／发送信号量

ｓｙｓ＿ａｒｃｈ＿ｓｅｒｅ＿ｗａｉｔ（）／／请求信号量

由于ｖ．Ｃ／ＯＳＩＩ已经实现了信号量０Ｓ＿ＥＶＥＮＴ的各种操作，并且功能和ＬｗｌＰ上面几个函数的目的功能是完全一样的，所以只要把ｔｒＣ／ＯＳＩＩ的函数重新包装成上面的函数，就可以直接使用了。

（２）ｓｙｓ＿ｍｂｏｘ＿ｔ消息

１ｗｌＰ使用消息队列来缓冲、传递数据撮文，因此要在ｓｙｓ＿ａｒｃｈ中实现消息队列结构ｓｙｓ＿ｍｂｏｘ＿ｔ，以及相应的

操作函数：

ｓｙｓ＿ｍｂｏｘ＿ｎｅｗ（）ｓｙｓ＿ｍｂｏｘ＿ｆｒｅｅ（）ｓｙｓ＿ｎｒｂｏｘ＿ｐｏｓｔ（）ｓｙｓ＿ａｒｃｈ＿ｍｂｏｘ＿ｆｅｔｃｈ（）

∥创建一个消息队列

／／释放一个消息队列

／／向消息队列发送消息

／／从消息队列中获取消息

ｔｍＣ／ＯＳＩＩ同样实现了消息队列结构ＯＳＱ及其操作，但是ｖ．．Ｃ／ＯＳＩＩ没有对消息队列中的消息进行管理，因此不能直接使用，必须在ＩＪＪＣ／ＯＳＩＩ的基础上重新实现。为了实现对消息的管理，我们定义了以下结构：

ｔｙｐｅｄｅｆｓｔｒｕｃｔ

Ｉ

ＯＳ＿ＥＶＥＮＴ＊ｐＱ；

ｖｏｉｄ＊ｐｖＱＥｎｔｒｉｅｓ［ＭＡＸ＿ＱＵＥＵＥ＿ＥＮＴＲＩＥＳ］；

ｌｓｙｓ＿ｍｂｏｘ＿ｔ；

在以上结构中，包括ＯＳ＿＿ＥＶＥＮＴ类型的队列指针（ＰＱ）和队列内的消息（ｐｖＱＥｎｔｒｉｅｓ）ｉｇｇ部分，对队列本身的管理利用斗Ｃ／ＯＳＩＩ自己的ＯＳＱ操作完成，然后使用Ｉ＾Ｃ／ＯＳＩＩ中的内存管理模块实现对消息的创建、使用、删除回收，两部分综合起来形成了ＬｗｌＰ的消息队列功能。

（３）ｓｙｓ＿ａｍｈ＿ｔｉｍｅｏｕｔ函数

ＬｗＩＰ中每个与外界网络连接的线程都有自己的ｔｉｍｅｏｕｔ属性，即等待超时时问。这个属性表现为每个线程

都对应一个ｓｙｓ＿ｔｉｍｅｏｕｔ结构体队列，包括这个线程的ｔｉｍｅｏｕｔ时间长度，以及超时后应调用的ｔｉｍｅｏｕｔ函数，该函数会做一些释放连接，回收资源的工作。如果一个线程对应的ｓｙｓ＿ｔｉｍｅｏｕｔ为ｇｌ（ＮＵＬＬ），说明该线程对连接做

永久的等待。

ｔｉｍｅｏｕｔ结构体已经由ＬｗＩＰ自己在ｓｙｓ．ｈ中定义好了，而且对结构体队列的数据操作也由ＬｗＩＰ负责，我们

所要实现的是如下函数：

ｓｔｒｕｃｔ

ｓｙｓ＿ｆｉｍｅｏｕｔｓ｝ｓｙｓ＿ａｒｃｈ＿ｔｉｍｅｏｕｔｓ（ｖｏｉｄ）

这个函数的功能是返回目前正处于运行态的线程所对应的ｔｉｍｅｏｕｔ队列指针。ｔｉｍｅｏｕｔ队列属于线程的属

性，因此是Ｏｓ相关的函数，只能由用户实现ｏ

（４）ｓｙｓ＿ｔｈｒｅａｄ＿ｎｅｗ创建新线程

ＬｗＩＰ可以是单线程运行，即只有一个ｔｃｐｉｐ线程（ｔｃｐｉｐ＿Ｉｈｒｅａｄ），负责处理所有的ｔｃｐ／ｕｃｐ连接，各种网络程

序都通过ｔｃｐｉｐ线程与网络交互。但ＬｗＩＰ也可以多线程运行，以提高效率，降低编程复杂度。这时就需要用户实

现创建新线程的函数：

ｖｏｉｄｓｙｓ＿ｔｈｒｅａｄ＿ｎｅｗ（ｖｏｉｄ（＋ｔｈｒｅａｄ）（ｖｏｉｄ＋ａｒｓ），ｖｏｉｄ＋ａｒｇ）；

在ｐＣ／ＯＳＩＩ中．没有线程（ｔｈｒｅａｄ）的概念，只有任务（Ｔａｓｋ）。它已经提供了创建新任务的系统ＡＰＩ调用ＯＳＴａｓｋＣｒｅａｔｅ，因此只要把ＯＳＴａｓｋＣｒｅａｔｅ封装一下，就可以实现ｓｙｓ＿ｔｈｒｅａｄ＿．ｎｅｗ。需要注意的是ＬｗＩＰ中的ｔｈｒｅａｄ并没有Ｉ＾Ｃ／ＯＳＩＩ中优先级的概念，实现时要由用户事先为ＬｗＩＰ中创建的线程分配好优先级。６．２网络设备驱动程序与ＬｗｌＰ的接口

在源代码的ＬｗＩＰ文件夹中有两个文件夹ｓｒｃ和ｄｏｅ，在移植时，增加一个ａｒｃｈ文件夹，在此文件夹里写人

一４０一

第口届京、津、沪、渝反全国城市有线电视技术研讨会论文集

两个Ｃ语言的源文件ｌｉｂ＿ａｒｃｈ．ｃ和ｓｙｓａｒｃｈ．ｃ，并建立两个文件夹ｉｎｃｌｕｄｅ和ｎｅｔｉｆ，在ｎｅｔｉｆ文件夹里写一个Ｃ的

源文件ｌａｎ９１１８ｉｆ．ｅ这个源文件是写与网络控制芯片有关的操作。在ＬｗＩＰ中可以有多个网络的接口，每个网络接口都对应了一个ｓｔｒｕｃｔｎｅｔｉｆ，这个ｎｅｔｉｆ定义如下：

ｓｔｒｕｃｔ

ｎｅｔｉｆ｛

ｎｅｔｉｆ＋ｎｅｘｔ；

ｓｔｒｕｃｔ

ｃｈａｒ

ｎａｍｅ［２１；

ｉｎｔＩｌｕｍ；

ｓｔｒｕｃｔｓｔｒｕｃｔｓｔｒｕｅｔ

ｉｐ＿ａｄｄｒｉｐ＿ａｄｄｒ；ｉｐ＿ａｄｄｒｎｅｔｍａｓｋ；

ｉｐ＿ａｄｄｒｇｗ；

ｐｂｕｆ＋Ｐ，ｓｔｒｕｅｔ

ｖｏｉｄ（８ｉｎｐｕｔ）（ｓｔｒｕｃｔｉｎｔ（＋ｏｕｔｐｕｔ）（ｓｔｒｕｃｔ

ｓｔｒｔｔｅｔ

ｎｅｔｉｆ＋ｉｎｐ）；

４

ｎｅｔｉｆ＋ｎｅｔｉｆ，ｓｔｒｕｃｔｐｂｕｆ

Ｐ，

ｉｐ＿ａｄｄｒ

４

ｉｐｄａｄｄｒ）；

ｖｏｉｄ＋ｓｔａｔｅ；

）；

这个ｎｅｔｉｆ包含了相应网络接口的属性，收发函数。ＬｗＩＰ调用ｎｅｔｉｆ的方法ｎｅｔｉｆ－＞ｉｎｐｕｔ（）和ｎｅｔｉｆ－＞ｏｕｔｐｕｔ（）

进行以太网包的收、发等操作。在以太刚的的的芯片的驱动程序主要做的就是芯片的初始化，收、发和中断处理

函数。驱动程序是在ＩＰ协议模型的网络接口层，它提供给上一层（ＩＰ）的接口函数如下：

①网卡的初始化函数

ｖｏｉｄ

ｅｔｈｅｍｅｔｉｆ＿ｉｎｉｔ（ｓｔｒｕｃｔｎｅｔｉｆ＊ｎｅｔｉｆ）；

②网卡接收函数，从网络接口接收以太网数据包并把其中的ＩＰ报文向ＩＰ层发送，在中断方式下由网卡

ＩＳＲ调用

ｖｏｉｄ

ｅｔｈｅｍｅｔｉｆ．．．ｉｎｐｕｔ（ｓｔｍｅｔｅｔｈｅｍｅｆｉｆ＿ｏｕｔｐｕｔ（ｓｔｎｔｃｔｅｔｈｅｒｎｅｔｉｆ＿ｉｓｒ（ｖｏｉｄ）；

ｎｅｔｉｆ＋ｎｅｔｉｆ）；

③网卡发送函数，给ＩＰ曾传过来的ＩＰ报文加上以太网包头并通过网络接Ｅｌ发送

ｅｒｒ

ｔ

ｎｅｆｉｆ＋ｎｅｔｉｆ，ｓｔｒｕｃｔｐｂｕｆ＋Ｐ．

ｓｔｒｕｅｔ

ｉｐ＿ａｄｄｒ＊ｉｐａｄｄｒ）；）④网卡中断处理函数ＩＳＲ

ｖｏｉｄ

ＬｗｌＰ的网络驱动有一定的模型，／ｓｒｅ／ｎｅｔｉｆ／ｅｔｈｅｍｅｆｉＬｃ文件即为驱动的模板，用户为自己的网络设备实现驱动时应参照此模板。

６．３

ＬｗｌＰ的数据流程

ＬｗｌＰ的数据流程主要分为接收和发送两种情况。

接收数据时：数据包从一个网络接口被吸收，如果网络接口驱动通过ｌｏｗ＿ｔｅｖｅｌｊｎｐｕｔ函数读到这个数据包，

简单的区分是ＡＲＰ包还是ＩＰ包。如果是ＡＲＰ包，将调用ＡＲＰ的功能处理这个包。如果是一个ＩＰ包，将把数据

包发送给ｉｐｉｎｐｕｔ函数处理。ｉｐ＿ｉｎｐｕｔ函数将数据包进行简单的处理（如计算校验和）后，分析该包是发送到本

机的正常数据包，ｉｐ＿ｉｎｐｕｔ则根据包的分类，分别发送给ｕｄｐ＿ｉｎｐｕｔ、ｔｃｐ＿ｉｎｐｕｔ、ｉｅｍｐ＿ｉｎｐｕｔ函数处理。如果是发送

给ＵＤＰ或ＴＣＰ协议的数据包，ＵＤＰ、ＴＣＰ协议的处理函数将进行相应的处理，最后发送给应用程序。

发送数据时：当应用程序要发送一个数据包的时候，它将调用ＵＤＰ或ＴＣＰ协议处理ｕｄｐｓｅｎｄｅｒ或

ｔｏｐ＿ｗｒｌｔｅ函数发送一个数据包，ＵＤＰ或ＴＣＰ协议的处理函数接到数据后，将对数据进行打包、分段，然后发送给ＩＰ层的ｉｐ＿ｏｕｔｐｕｔ＿ｉｆ函数（需要的时候，将调用ｉｐｒｏｕｔｅ函数进行路由选择），该函数把数据打包、封装，然后调用

网络接口驱动函数传给网络接口。

第ｍ届京、津、沪、瀹反全国城市有线电视技术研讨会论文集

一４１—

７以太网控制芯片ＬＡＮ９１１８

ＬＡＮ９１１８是ＳＭＳＣ公司生产的一款高性能的１０／ＩＯＯＭ以太网控制芯片。内部集成了以太网ＭＡＣ控制器和以太网ＰＨＹ控制器，并且它带有类似于ＳＲＡＭ的存储器接１３。一个高性能的主机总线接口提供了与大多数的１６位或３２位的微处理器或控制器的可靠连接。

ＬＡＮ９１１８集成了一个支持ＩＥＥＥ８０２．３的物理层，为的是支持针对双绞线的以太网的应用。这个物理层可以配置成１００Ｍｂｐｓ或者是１０Ｍｂｐｓ，可以是全双工的或是半双工的模式。

在ＭＡＣ里传输和接收数据的路径是独立的，所以，它可以工作在高速的全双工的模式下。数据路径通过独立的总线连接到ＰＩＯ接口上，待传输的数据和发送接收的状态字也是通过这些总线来传送的。还有第三条内部总线是用来访问ＭＡＣ控制寄存器的，它是主机通过ＰＩＯ接口来进行的。ＭＡＣ后面是介质独立接口ＭｌＩ（Ｍｅｄｉａ

［ｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ

Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）连接到内部的１０／１００ＰＨＹ的，ＭＡＣ的控制状态寄存器通过内部的串行管理接口总线

Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ

ＳＭＩ（ＳｅｒｉａｌＩｎｔｅｒｆａｃｅ）来访问ＰＨＹ的内部寄存器的。ＭＡＣ里的ＭＡＣ接口层ＭＩＬ（ＭＡＣ

Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ

Ｉ丑ｙｅｒ）包括一个２Ｋ字节的传输ＦＩＦＯ和１２８字节的接收Ｆ；ＦＯ，它们和ＴＸ／ＲＸＦＩＦＯｓ是独立的。ＭＡＣ里的ＦＩＦＯ是不可以直接被主机接口来访问的。

ＴＸ／ＲＸ

ＦＩＦＯ是用来对ＭＡＣ的数据进行缓存的，它是主机接口和ＭＡＣ之间传输、接收数据和状态信息

的通道。这个ＦＩＦＯ的发送和接收数据的通道也是独立的，并且它的大小是可配置的。

ＬＡＮ９１１８提供了一个可配置的中断，它允许用户根据应用来优化操作。中断的类型和缓存的类型可以根据外部的中断处理来配置。

主机总线接口提供了和ＦＩＦＯ的接１：３，它也是ＬＡＮ９１１８控制状态寄存器的接口。这个总线接口是和嵌人式系统连接的主要的总线，支持１６位或３２位的总线传输，内部的数据宽是３２位的，它即可以与大端模式处理器连接也可以与小端模式的处理器连接，而且不管外部的数据总线是１６位的还是３２位的。包括四个主要的功能模块，分别是：ＩＯ／ＩＯＯＭ接口ＨＢＩ，框图如下。

ｅｔｈｅｒｎｅｔＰＨＹ、１０／１００Ｍ

ｅｔｈｅｍｅｔＭＡＣ、Ｒｘ／ｒｘＦＩＦＯｓ、主机总线

一４２一

第四届京、津、沪、渝反会国城市有线电视技术研讨会论文集

８结束语

基于ＤＳＰ的嵌入式Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的多媒体应用越来越来受到关注，也是未来发展的趋势。本文设计的方案实现

了一个嵌入式系统的以太网接人功能，可以应用到语音的传输和远程的图象的数据的传输中。

参考文献

ｌ李方慧等著．１Ｍｓ３２０ｃ６０００系列ＤＳＰｓ原理与应用．北京：电子工业出版杜，２００３２江思敏．ＴＭＳ３２０ｃ６０００ＤＳＰ应用开发教程．北京：机械工业出版杜，２００５

３４

Ｊｅａｎ

Ｊ．Ｌ矗ｂ獬啦著，邵贝贝等译，嵌入式实时操作系统ｐ正．／ｏｓ－Ⅱ，北京：北京航空航天大学出版社．２００３