飞思卡尔8位单片机MC9S08+17+工业以太网

1、第十七章 工业以太网 主要内容 工业以太网概要 8位MCU的嵌入式以太网接口设计实例嵌入式应用技术基础教程课件117.1 工业以太网概要 17.1.1 技术概要 随着Internet的迅猛发展，以太网已成为事实上的工业标准，TCP/IP的简单实用已深入人心，为广大用户所接受。以太网已广泛地应用于各种场合，如办公局域网、工业控制网络、因特网、智能家居等场合。现在人们俗称的以太网技术以及工业以太网技术，不仅包含了物理层和数据链路层的以太网规范，而且还包含TCP/IP协议组，即包含网络层的网际互联协议IP、传输层的传输控制协议TCP、用户数据包协议UDP等。有时甚至把应用层的简单邮件传送协议SMTP

2、、域名服务DNS、文件传输协议FTP等的应用协议都与以太网这个名词捆绑在一起。 嵌入式应用技术基础教程课件2 与其他控制网络相比，工业以太网的优势主要体现在以下几个方面： 低成本、易于组网，与计算机、服务器等接口方便。 用户拥有成本下降。 高速的数据传输速率，可提供足够的带宽。 资源共享能力强。 易与Internet连接。 广泛的技术支持。17.1.2 工业以太网的优势嵌入式应用技术基础教程课件317.1.3 工业以太网互连模型 工业以太网的物理层与数据链路层采用IEEE802.3规范，网络层与传输层采用TCP/IP协议组，应用层的一部分可以沿用互联网应用协议。工业以太网标准化工作主要集中在I

3、SO/OSI模型的应用层，需要在应用层添加与自动化相关的应用协议。 下图为OSI参考模型与工业以太网的分层比较 。应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层嵌入式应用技术基础教程课件4（） 通信实时性问题 解决方案有： 提高通信速率 控制网络负荷 采用以太网络的全双工交换技术 在以太网的协议中加入实时功能（2） 对环境的适应性与可靠性问题（3） 总线供电问题17.1.4 工业以太网技术应解决的问题及相关措施嵌入式应用技术基础教程课件返回517.2 8位MCU的嵌入式以太网接口设计实例17.2.1 嵌入式以太网接口分析（1） 接口组成嵌入式应用技术基础教程课件8位MCU 嵌入式设备以太网接口

4、组成以太网控制芯片以太网隔离芯片RJ45接口6（2）以太网控制芯片的选择 以太网控制芯片的选择要考虑以下几个因素： 主控芯片是8位MCU，选用的以太网控制芯片也必须支持8位工作模式。 以太网控制芯片的缓存尽可能大。 以太网控制芯片和主控芯片的数据交换方式。 下表是目前市面上几种可供选用的以太网控制芯片和主要特性。嵌入式应用技术基础教程课件生产厂商型号片内缓存(Bytes)8位模式中断相对价格SmscLAN91C1118K是高NationalSemiconductorDP8390无是低DavicomDM9008F16K是低RealTekRTL8019AS16K是低Cirrus LogicCS89

5、00A4K否高7（3）以太网控制芯片RTL8019AS 1) RTL8019AS的主要性能 符合Ethernet II与IEEE802.3（10Base5、10Base2、10BaseT）标准； 全双工，收发可同时达到10Mbps的速率； 内置16KB的SRAM，用于收发缓冲，降低对主处理器的速度要求； 支持8/16位数据总线，8个中断申请线及16个I/O基地址选择； 支持UTP、AUI、BNC自动检测，还支持对10BaseT拓扑结构的自动极性修正； 允许4个诊断LED引脚可编程输出； 采用CMOS工艺，功耗低。单一电源5V供电。嵌入式应用技术基础教程课件8 2) RTL8019AS的内部结构

6、嵌入式应用技术基础教程课件ISA总线接口ENA(编码译码)逻辑AUI接口双绞线接口即插即用(PnP)Boot ROM端口EEPROM端口8K16SRAMMAC逻辑9 3) RTL8019AS的逻辑功能 接收逻辑 CRC产生校验逻辑 发送逻辑 地址识别逻辑 FIFO和FIFO控制逻辑 协议PCA DMA和缓冲控制逻辑 嵌入式应用技术基础教程课件10 4) RTL8019AS的内部RAM地址空间分配RTL8019AS内部有两块RAM区。一块16K字节，地址为0 x40000 x7FFFF；一块32字节，地址为0 x00000 x001F。RAM按页存储，每256字节为一页。一般将RAM的前12页（

7、即0 x40000 x4BFF）存储区作为发送缓冲区；后52页（即0 x4C000 x7FFF）存储区作为接收缓冲区。第0页叫Prom页，只有32字节，地址为0 x00000 x001F，用于存储以太网物理地址。嵌入式应用技术基础教程课件11 5)引脚介绍RTL8019AS提供100脚的TQFP(Thin Quad Flat Pack)封装，其引脚可分为如下几类：电源及时钟引脚、网络介质接口引脚、自举ROM及初始化EEPROM接口引脚、主处理器接口引脚、输出指示及工作方式配置引脚。由于本文主要讨论非PC环境下的以太网接口，该接口不必具有即插即用功能(PnP)和远程自举加载功能，因此不需要关注R

8、TL8019AS与自举ROM、初始化EEPROM接口的引脚。嵌入式应用技术基础教程课件12R1INHCS08系列接口逻辑框图RTL8019ASMC9S08GB60隔离芯片SD0SD7PTA0PTA7SA0SA4PTC0PTC4INT0INT0IORBIOWBRSTDRVAENPTB1PTB0PTB4PTB2HDTPIN+LDTPIN-TX+TX-RX+RX-RJ45MAX232R1OUTRXDTXD 串 口PCLTL-2006硬件系统由四大部分组成： 主控芯片：采用MC9S08GB60 以太网控制芯片RTL8019AS 网络隔离芯片LTL-2006 串行接口芯片MAX23217.2.2 硬件设

9、计嵌入式应用技术基础教程课件13 一个完整的以太网控制器驱动程序应包括以下几个基本部分：硬件初始化、发送数据程序和接收数据程序。（1）初始化以太网控制芯片 1) 硬件初始化所需的工作 2) RTL8019AS的初始化程序描述 3) RTL8019AS的内存缓冲区的初始化设置说明（2）接收数据 1) 接收数据过程描述 2) 接收数据溢出处理（3）发送数据17.2.3工业以太网接口驱动程序设计嵌入式应用技术基础教程课件返回14 学习本章需要有一定的计算机网络技术知识作为基础，主要涉及到计算机网络体系结构中的物理层、数据链路层、网络层、传输层的相关知识，特别是以太网的规范和IEEE802.3标准。第1节讲述了工业以太网技术概要知识，重