嵌入式以太網(wǎng)控制器設(shè)計(jì)

　　2.2 建立μCLinux 操作系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)環(huán)境

　　μCLinux 操作系統(tǒng)沿襲了傳統(tǒng)Linux 操作系統(tǒng)的主要特性，包括穩(wěn)定、強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)和文件系統(tǒng)支持。建立μCLinux操作系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)環(huán)境主要包括3 個(gè)步驟：建立μCLinux 操作系統(tǒng)的交叉編譯環(huán)境、μCLinux 操作系統(tǒng)的編譯和μCLinux 操作系統(tǒng)的加載。

　　2.3 RTL8019AS 驅(qū)動(dòng)程序

　　設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是操作系統(tǒng)內(nèi)核和硬件之間的接口，它作為應(yīng)用設(shè)備之間的軟件層， 為應(yīng)用程序屏蔽了硬件的細(xì)節(jié)。

　　以太網(wǎng)模塊驅(qū)動(dòng)程序?qū)儆诰W(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)程序。嵌入式μCLinux網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)程序的體系結(jié)構(gòu)可以劃分為4層，即網(wǎng)絡(luò)協(xié)議接口層、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接口層、設(shè)備驅(qū)動(dòng)功能層和網(wǎng)絡(luò)媒介層。在設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)程序時(shí)，最主要的工作就是完成設(shè)備驅(qū)動(dòng)功能層，使其滿足嵌入式設(shè)備的目標(biāo)功能。完成設(shè)備驅(qū)動(dòng)功能層主要有2 個(gè)步驟，RTL8019AS 的初始化和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的發(fā)送和接收。

　　2.3.1 RTL8019AS 的初始化

　　為能夠準(zhǔn)確無(wú)誤地接收和發(fā)送數(shù)據(jù)包，必須先對(duì)RTL8019AS進(jìn)行初始化操作，其中包括數(shù)據(jù)配置寄存器OCR、發(fā)送配置寄存器PCR、接收配置寄存器RCR的、物理地址、數(shù)據(jù)包接收緩沖區(qū)和發(fā)送緩沖區(qū)的設(shè)置：當(dāng)前頁(yè)面寄存器CURR的設(shè)置。RTL8019AS的初始化由函數(shù)void InitRTL8019AS（）來(lái)完成，此函數(shù)的設(shè)計(jì)流程如圖2所示。

　　2.3.2 RTL8019AS數(shù)據(jù)包的發(fā)送與接收

　　RTL8019AS以太網(wǎng)控制器發(fā)送數(shù)據(jù)包分兩步走，首先將數(shù)據(jù)從系統(tǒng)內(nèi)存通過(guò)遠(yuǎn)程DMA傳到RTL8019AS以太網(wǎng)控制器的發(fā)送緩沖區(qū)，然后本地DMA將數(shù)據(jù)傳到FIFO并發(fā)送出去。

　　RTL8019AS以太網(wǎng)控制器接收數(shù)據(jù)包時(shí)，RTL8019AS以太網(wǎng)控制器將網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)包接收，通過(guò)其本地DMA通道將接收到的數(shù)據(jù)包緩存于接收緩沖區(qū)中，再通過(guò)遠(yuǎn)程DMA通道由主處理器將接收緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)包經(jīng)數(shù)據(jù)總線讀入內(nèi)存單元以被程序使用。

　　2.3.3 編譯和測(cè)試RTL8019AS驅(qū)動(dòng)程序

　　RTL8019AS驅(qū)動(dòng)程序采用模塊加載方式。模塊加載方式具體步驟如下：

　　（1）通過(guò)module_init宏修飾的函數(shù)會(huì)在模塊加載時(shí)被調(diào)用。

　　（2）網(wǎng)絡(luò)設(shè)備被檢測(cè)到以后，通過(guò)調(diào)用register_netdev（）函數(shù)在μCLinux系統(tǒng)中把該RTL8019AS網(wǎng)絡(luò)設(shè)備添加到系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備鏈表的末尾。

　　（3）如果注冊(cè)成功，則網(wǎng)絡(luò)設(shè)備結(jié)構(gòu)體中init成員函數(shù)被調(diào)用，對(duì)設(shè)備進(jìn)行初始化。

　　最后我們得到zImage 內(nèi)核壓縮文件。用引導(dǎo)程序Bootloader通過(guò)串口將zImage文件引導(dǎo)到S3C44B0X處理器上片外SDRAM上進(jìn)行調(diào)試。

　　3 結(jié)語(yǔ)

　　嵌入式系統(tǒng)具有低功耗、可靠性高等突出優(yōu)點(diǎn)。采用嵌入式系統(tǒng)來(lái)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)帶有以太網(wǎng)的工業(yè)控制系統(tǒng)，使得工業(yè)控制系統(tǒng)可靠性高、性能強(qiáng)、實(shí)時(shí)性好，將以太網(wǎng)接口集成與工業(yè)控制系統(tǒng)中，使得對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視變得簡(jiǎn)單易行。因此，研制一個(gè)帶以太網(wǎng)接口的嵌入式工業(yè)控制系統(tǒng)具有重要的科學(xué)意義和價(jià)值。