ARM9高级功能部件以太网控制器课件

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——以太网控制器第11章2022/12/91西安邮电学院计算机系

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——以太网控制器第11章2022/11.1以太网控制器概述11.2特性11.3结构和操作11.4DMA引擎功能及操作11.5以太网包格式11.6管脚描述11.7以太网MAC、控制等寄存器定义11.8中断11.9使用示例ARM9高级功能部件——以太网控制器2022/12/92西安邮电学院计算机系11.1以太网控制器概述ARM9高级功能部件——以太网控11.1以太网控制器概述10M,100M速率。以太网使用DMA硬件加速访问，分担操作.以太网模块连接到AHB矩阵。以太网使用MII(MediaIndependentInterface)orRMII(reducedMII)协议.片上MIIM(MediaIndependentInterfaceManagement)总线连接到片外的PHY.2022/12/93西安邮电学院计算机系11.1以太网控制器概述10M,100M速率。2022/1以太网概述以太网模块包含一个功能齐全的10Mbps或100Mbps以太网MAC（媒体方位控制器）这个以太网MAC通过使用DMA硬件加速功能来提供优化的性能。以太网模块的功能：包括大量的控制寄存器、半双工或全双工操作、流控制、控制帧、用于重新发送的硬件加速功能、接收包过滤以及LAN上的唤醒。利用分散-集中式DMA进行自动的帧发送和接收操作，分担了来自CPU的大量操作。2022/12/94西安邮电学院计算机系以太网概述以太网模块包含一个功能齐全的10Mbps或100M以太网模块以太网模块：一个连接到AHB矩阵的AHB主机，用于访问内部SRAM和连接到以太网控制器的存储器来获得以太网数据、控制和状态信息。LP3200系列ARM系列ARM中的其他AHB通信可使用其他主机进行，从而有效地将以太网活动与系统的其他部分分开。以太网模块使用MII（媒体独立接口）或RMII（简化的MII）协议以及MIIM(媒体独立接口管理)串行总线来连接片外的以太网PHY。2022/12/95西安邮电学院计算机系以太网模块以太网模块：一个连接到AHB矩阵的AHB主机，用于以太网缩写词及定义2022/12/96西安邮电学院计算机系以太网缩写词及定义2022/12/86西安邮电学院计算机系2022/12/97西安邮电学院计算机系2022/12/87西安邮电学院计算机系特性：P261以太网标准支持：10M或100MPHY器件存储器管理：独立的发送和接收缓存，DMA管理，通过缓存和预取通信。增强的功能：过滤、多播、广播、CRC…物理接口:MII或RMII连接外部PHY芯片，软件可选，通过MIIM独立接口管理访问PHY寄存器。2022/12/98西安邮电学院计算机系特性：P261以太网标准支持：10M或100MPHY器件2结构和操作2022/12/99西安邮电学院计算机系结构和操作2022/12/89西安邮电学院计算机系结构框图的组成主机寄存器，与发送、接收通道MAC连接到AHB的DMA接口，通过该接口可访问IRAM或EMC;以太网MAC和RMII适配器；发送通道：发送DMA管理器、重试模块、发送流量控制模块等；接收通道：接收DMA管理器、以太网MAC、接收滤波器、接收缓存；2022/12/910西安邮电学院计算机系结构框图的组成主机寄存器，与发送、接收通道MAC连接2022以太网包格式：2022/12/911西安邮电学院计算机系以太网包格式：2022/12/811西安邮电学院计算机系管脚描述：2022/12/912西安邮电学院计算机系管脚描述：2022/12/812西安邮电学院计算机系寄存器简介以太网MAC寄存器：MAC配置寄存器1（MAC1)、MAC配置寄存器（MAC2）、最大帧寄存器（MAXF)、PHY支持寄存器（SUPP)、MIIMgmt配置寄存器、MIIMgmt命令寄存器、MIIMgmt地址寄存器、MIIMgmt写数据寄存器、MIIMgmt读数据寄存器、MIIMgmt指示寄存器……模块控制寄存器：中断状态寄存器、中断使能寄存器、中断清零寄存器、中断置位寄存器、掉电寄存器。2022/12/913西安邮电学院计算机系寄存器简介以太网MAC寄存器：MAC配置寄存器1（MAC1)寄存器简介控制寄存器：命令寄存器（Command）、状态寄存器（Status）、接收描述符基址寄存器、接收状态基址寄存器、接收描述符数目寄存器、接收产生索引寄存器、接收消耗索引寄存器、发送描述符基址寄存器、发送状态基址寄存器……接收滤波器寄存器：接收滤波器控制寄存器、接收滤波器WoL状态寄存器、接收滤波器WoL清零寄存器、Hash滤波器表LSBs寄存器、Hash滤波器表MSBs寄存器。2022/12/914西安邮电学院计算机系寄存器简介控制寄存器：命令寄存器（Command）、状态寄存寄存器和软件接口：寄存器地址映像MAC配置寄存器，MAC相关；控制寄存器，命令、状态，接收、发送、流量控制等；滤波寄存器，接收滤波，HASH滤波模块控制寄存器，中断等2022/12/915西安邮电学院计算机系寄存器和软件接口：寄存器地址映像2022/12/815西安邮MAC配置2022/12/916西安邮电学院计算机系MAC配置2022/12/816西安邮电学院计算机系控制寄存器2022/12/917西安邮电学院计算机系控制寄存器2022/12/817西安邮电学院计算机系接收滤波寄存器：2022/12/918西安邮电学院计算机系接收滤波寄存器：2022/12/818西安邮电学院计算机系模块控制寄存器2022/12/919西安邮电学院计算机系模块控制寄存器2022/12/819西安邮电学院计算机系以太网DEMO:基于μC/OS-II模板VIC管理接口基于TCP基于UDP基于WEB2022/12/920西安邮电学院计算机系以太网DEMO:基于μC/OS-II模板VIC管理接口202基于μC/OS-II模板VIC管理接口标准驱动API总共提供了7个函数给用户使用，其中vicIrqFuncSet()、vicIrqFuncClr()、vicIrqStatusGet()、vicIrqEnable()、vicIrqDisable()五个函数用于向量IRQ中断模式的管理；vicFiqSet()、vicFiqClr()两个函数管理FIQ中断资源。2022/12/921西安邮电学院计算机系基于μC/OS-II模板VIC管理接口标准驱动API总共提供宏定义说明中断触发类型定义LPC3200系列ARM向量中断有四种触发类型，分别为高电平、低电平、上升沿和下降沿，在模板中已经定义如程序清单1.1所示。相关定义在模板的vicControl.h文件中找到。2022/12/922西安邮电学院计算机系宏定义说明中断触发类型定义2022/12/822西安邮电学向量号宏定义LPC3200系列ARM的中断控制器由一个主中断控制器和两个子中断控制组成，在模板中，为方便函数接口设计，将三个中断控制器的中断号依次排列，在模板的vicControl.h的文件中可以查找到，具体定义如程序清单1.2所示。2022/12/923西安邮电学院计算机系向量号宏定义LPC3200系列ARM的中断控制器由一个主中断2022/12/924西安邮电学院计算机系2022/12/824西安邮电学院计算机系向量IRQ函数接口设置并使能向量IRQ中断函数vicIrqFuncSet，如表1.1所示。2022/12/925西安邮电学院计算机系向量IRQ函数接口设置并使能向量IRQ中断函数vicIrqF禁止IRQ中断资源函数vicIrqFuncClr，如表1.2所示。2022/12/926西安邮电学院计算机系禁止IRQ中断资源函数vicIrqFuncClr，如表1.22022/12/927西安邮电学院计算机系2022/12/827西安邮电学院计算机系禁止相应通道IRQ中断函数vicIrqDisable，如表1.4所示。

2022/12/928西安邮电学院计算机系禁止相应通道IRQ中断函数vicIrqDisable，如表1重新使能IRQ中断函数vicIrqEnable，如表1.5所示。

2022/12/929西安邮电学院计算机系重新使能IRQ中断函数vicIrqEnable，如表1.5所基于TCP实验使用TCP协议，完成HTTP连接，实现web网页的访问，上位机和开发板配置为同一网段，当在web浏览器中键入开发板程序设置的IP地址时，即可打开开发板中存储的web网页。用网线将开发板与电脑相连，然后运行下面的程序。当程序运行后，在电脑上打开IE浏览器，输入开发板的IP地址，就可以打开一个写好的网页脚本。2022/12/930西安邮电学院计算机系基于TCP实验使用TCP协议，完成HTTP连接，实现web网基于ucos-ii的网络设计的思想（C/S模式）：

面向连接的TCP：编程方式：服务器程序：需要监听连接，只有在与客户机建立连接后才能进行数据处理。客户机程序：主动连接服务器，它也是在连接成功后才进行数据处理。基于TCP的程序编程流程如下图：2022/12/931西安邮电学院计算机系基于ucos-ii的网络设计的思想（C/S模式）：面向连接socket()bind()listen()accept()recv()send()close()socket()connect()send()close()recv()应答数据请求数据建立连接阻塞，等待客户数据处理服务请求服务器客户机closesocket()删除套接字2022/12/932西安邮电学院计算机系socket()bind()listen()accept()无连接的UDP：编程方式：服务器程序：先接收到数据再进行处理。客户机程序：先发送数据然后等待回应处理。相同点：它们所用到的Socket

API函数是相同的。基于UDP的程序的编程流程如下图：2022/12/933西安邮电学院计算机系无连接的UDP：编程方式：2022/12/833西安邮电学院socket()bind()recvfrom()sendto()closesocket()删除套接字socket()bind()sendto()recvfrom()服务应答服务请求阻塞，等待客户数处理服务请求服务器端客户端closesocket()删除套接字2022/12/934西安邮电学院计算机系socket()bind()recvfrom()sendto

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——以太网控制器第11章2022/12/935西安邮电学院计算机系

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——以太网控制器第11章2022/11.1以太网控制器概述11.2特性11.3结构和操作11.4DMA引擎功能及操作11.5以太网包格式11.6管脚描述11.7以太网MAC、控制等寄存器定义11.8中断11.9使用示例ARM9高级功能部件——以太网控制器2022/12/936西安邮电学院计算机系11.1以太网控制器概述ARM9高级功能部件——以太网控11.1以太网控制器概述10M,100M速率。以太网使用DMA硬件加速访问，分担操作.以太网模块连接到AHB矩阵。以太网使用MII(MediaIndependentInterface)orRMII(reducedMII)协议.片上MIIM(MediaIndependentInterfaceManagement)总线连接到片外的PHY.2022/12/937西安邮电学院计算机系11.1以太网控制器概述10M,100M速率。2022/1以太网概述以太网模块包含一个功能齐全的10Mbps或100Mbps以太网MAC（媒体方位控制器）这个以太网MAC通过使用DMA硬件加速功能来提供优化的性能。以太网模块的功能：包括大量的控制寄存器、半双工或全双工操作、流控制、控制帧、用于重新发送的硬件加速功能、接收包过滤以及LAN上的唤醒。利用分散-集中式DMA进行自动的帧发送和接收操作，分担了来自CPU的大量操作。2022/12/938西安邮电学院计算机系以太网概述以太网模块包含一个功能齐全的10Mbps或100M以太网模块以太网模块：一个连接到AHB矩阵的AHB主机，用于访问内部SRAM和连接到以太网控制器的存储器来获得以太网数据、控制和状态信息。LP3200系列ARM系列ARM中的其他AHB通信可使用其他主机进行，从而有效地将以太网活动与系统的其他部分分开。以太网模块使用MII（媒体独立接口）或RMII（简化的MII）协议以及MIIM(媒体独立接口管理)串行总线来连接片外的以太网PHY。2022/12/939西安邮电学院计算机系以太网模块以太网模块：一个连接到AHB矩阵的AHB主机，用于以太网缩写词及定义2022/12/940西安邮电学院计算机系以太网缩写词及定义2022/12/86西安邮电学院计算机系2022/12/941西安邮电学院计算机系2022/12/87西安邮电学院计算机系特性：P261以太网标准支持：10M或100MPHY器件存储器管理：独立的发送和接收缓存，DMA管理，通过缓存和预取通信。增强的功能：过滤、多播、广播、CRC…物理接口:MII或RMII连接外部PHY芯片，软件可选，通过MIIM独立接口管理访问PHY寄存器。2022/12/942西安邮电学院计算机系特性：P261以太网标准支持：10M或100MPHY器件2结构和操作2022/12/943西安邮电学院计算机系结构和操作2022/12/89西安邮电学院计算机系结构框图的组成主机寄存器，与发送、接收通道MAC连接到AHB的DMA接口，通过该接口可访问IRAM或EMC;以太网MAC和RMII适配器；发送通道：发送DMA管理器、重试模块、发送流量控制模块等；接收通道：接收DMA管理器、以太网MAC、接收滤波器、接收缓存；2022/12/944西安邮电学院计算机系结构框图的组成主机寄存器，与发送、接收通道MAC连接2022以太网包格式：2022/12/945西安邮电学院计算机系以太网包格式：2022/12/811西安邮电学院计算机系管脚描述：2022/12/946西安邮电学院计算机系管脚描述：2022/12/812西安邮电学院计算机系寄存器简介以太网MAC寄存器：MAC配置寄存器1（MAC1)、MAC配置寄存器（MAC2）、最大帧寄存器（MAXF)、PHY支持寄存器（SUPP)、MIIMgmt配置寄存器、MIIMgmt命令寄存器、MIIMgmt地址寄存器、MIIMgmt写数据寄存器、MIIMgmt读数据寄存器、MIIMgmt指示寄存器……模块控制寄存器：中断状态寄存器、中断使能寄存器、中断清零寄存器、中断置位寄存器、掉电寄存器。2022/12/947西安邮电学院计算机系寄存器简介以太网MAC寄存器：MAC配置寄存器1（MAC1)寄存器简介控制寄存器：命令寄存器（Command）、状态寄存器（Status）、接收描述符基址寄存器、接收状态基址寄存器、接收描述符数目寄存器、接收产生索引寄存器、接收消耗索引寄存器、发送描述符基址寄存器、发送状态基址寄存器……接收滤波器寄存器：接收滤波器控制寄存器、接收滤波器WoL状态寄存器、接收滤波器WoL清零寄存器、Hash滤波器表LSBs寄存器、Hash滤波器表MSBs寄存器。2022/12/948西安邮电学院计算机系寄存器简介控制寄存器：命令寄存器（Command）、状态寄存寄存器和软件接口：寄存器地址映像MAC配置寄存器，MAC相关；控制寄存器，命令、状态，接收、发送、流量控制等；滤波寄存器，接收滤波，HASH滤波模块控制寄存器，中断等2022/12/949西安邮电学院计算机系寄存器和软件接口：寄存器地址映像2022/12/815西安邮MAC配置2022/12/950西安邮电学院计算机系MAC配置2022/12/816西安邮电学院计算机系控制寄存器2022/12/951西安邮电学院计算机系控制寄存器2022/12/817西安邮电学院计算机系接收滤波寄存器：2022/12/952西安邮电学院计算机系接收滤波寄存器：2022/12/818西安邮电学院计算机系模块控制寄存器2022/12/953西安邮电学院计算机系模块控制寄存器2022/12/819西安邮电学院计算机系以太网DEMO:基于μC/OS-II模板VIC管理接口基于TCP基于UDP基于WEB2022/12/954西安邮电学院计算机系以太网DEMO:基于μC/OS-II模板VIC管理接口202基于μC/OS-II模板VIC管理接口标准驱动API总共提供了7个函数给用户使用，其中vicIrqFuncSet()、vicIrqFuncClr()、vicIrqStatusGet()、vicIrqEnable()、vicIrqDisable()五个函数用于向量IRQ中断模式的管理；vicFiqSet()、vicFiqClr()两个函数管理FIQ中断资源。2022/12/955西安邮电学院计算机系基于μC/OS-II模板VIC管理接口标准驱动API总共提供宏定义说明中断触发类型定义LPC3200系列ARM向量中断有四种触发类型，分别为高电平、低电平、上升沿和下降沿，在模板中已经定义如程序清单1.1所示。相关定义在模板的vicControl.h文件中找到。2022/12/956西安邮电学院计算机系宏定义说明中断触发类型定义2022/12/822西安邮电学向量号宏定义LPC3200系列ARM的中断控制器由一个主中断控制器和两个子中断控制组成，在模板中，为方便函数接口设计，将三个中断控制器的中断号依次排列，在模板的vicControl.h的文件中可以查找到，具体定义如程序清单1.2所示。2022/12/957西安邮电学院计算机系向量号宏定义LPC3200系列ARM的中断控制器由一个主中断2022/12/958西安邮电学院计算机系2022/12/824西安邮电学院计算机系向量IRQ函数接口设置并使能向量IRQ中断函数vicIrqFuncSet，如表1.1所示。2022/12/959西安邮电学院计算机系向量IRQ函数接口设置并使能向量IRQ中断函数vicIrqF禁止IRQ中断资源函数vicIrqFuncClr，如表1.2所示。2022/12/960西安邮电学院计算机系禁止IRQ中断资源函数vicIrqFuncClr，如表1.22022/12/961西安邮电学院计算机系2022/12/827西安邮电学院计算机系禁止相应通道IRQ中断函数vicIrqDisable，如表1.4所示。

2022/12/962西安邮电学院计算机系禁止相应通道IRQ中断函数vicIrqDisable，如表1重新使能IRQ中断函数vicIrqEnable，如表1.5所示。

2022/12/963西安邮电学院计算机系重新使能IRQ中断函数vicIrqEnable，如表1.5所基于TCP实