一种嵌入式网络接口设计.doc
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1、一种嵌入式网络接口设计1 引言随着Internet 的出现和以太网的迅速发展, 基于以太网的设备控制越来越多。目前市场上大部分以太网控制器采用的封装均超过80 引脚, 如RTL8019AS、DM9008、CS8900A 等。这些器件不仅结构复杂, 面积庞大, 且系统开销较大。近来, Microchip推出全球首枚28 引脚独立以太网控制器ENC28J60, 可为嵌入式系统提供低引脚数、低成本、精简的远程通讯解决方案。设计了以ENC28J60 为核心的以太网接口实现方案, 描述了该系统硬件架构的设计方法。在简要介绍了以太网控制器ENC28J60 的结构、功能、外围电路的基础上, 对ENC28J6
2、0 与Atmega16 的SPI 通讯进行了阐述。此方案不仅成本低, 而且可以实现500Kbps 以上的传输速率, 满足了嵌入式系统的Internet 控制要求。2 ENC28J60 网络接口体系结构ENC28J60 是带有行业标准串行外设接口(Serial PeripheralInterface, SPI)的独立以太网控制器。它符合IEEE 802.3 的全部规范, 采用了一系列包过滤机制以对传入数据包进行限制。它还提供了一个内部DMA 模块, 以实现快速数据吞吐和硬件支持的IP 校验和计算。与主控制器的通信通过两个中断引脚(INT和WOL)和SPI 脚(SO、SI、SCK、CS)实现, 数
3、据传输速率高达10Mb/s.两个专用的引脚(LEDA、LEDB)用于连接LED, 进行网络活动状态指示。图1 所示为ENC28J60 的典型应用电路。ENC28J60 由7 个主要功能模块组成:SPI 接口, 充当主控制器和ENC28J60 之间通信通道; 控制寄存器, 用于控制和监视ENC28J60; 双端口RAM缓冲器, 用于接收和发送数据包; 判优器, 当DMA、发送和接收模块发出请求时对RAM缓冲器的访问进行控制; 总线接口, 对通过SPI 接收的数据和命令进行解析;MAC 模块:实现符合IEEE 802.3 标准的MAC 逻辑; PHY 模块, 对双绞线上的模拟数据进行编码和译码。E
4、NC28J60 还包括其他支持模块, 诸如振荡器、片内稳压器、电平变换器(提供可以接受5V 电压的I/O 引脚)和系统控制逻辑。根据以上说明, ENC28J60 应用于嵌入式网络接口是非常合适的, 有广阔的应用发展前景。3 ENC28J60 在嵌入式网络接口的应用3.1 硬件电路设计利用ENC28J60 可以构成不同功能的网络终端节点, 如网络服务器、带Internet 功能的设备、远程监控(数据采集, 诊断)设备等。图2 所示为基于ENC28J60 的嵌入式网络接口的硬件电路原理图。电路中有:2 个LED 状态指示灯主要用来显示网络连接状态, 包括PHY 是否冲突、连接是否建立、是否接收数据
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