单芯片以太网连接解决方案-技术方案

精品文档-下载后可编辑单芯片以太网连接解决方案-技术方案ＥＢＴＲＯＮ的灌溉控制系统基于飞思卡尔的１６位ＭＣ９Ｓ１２ＮＥ６４（ＮＥ６４）以太网解决方案，能够持续监视土壤的湿度和温度，然后发出打开和关闭灌溉系统的信号，以达到理想的灌溉效果。

在不断变化的环境中，湿度水平可以完全适应特定的植物。这样不但节约了大量水源，还能控制灌溉成本。

这仅仅是ＮＥ６４能够实现的众多应用中的一个。

单芯片以太网连接

以太网并不仅仅是办公室的。开发网络设备、安全系统、工业控制和Ｗｅｂ无线等应用的工程师一直都梦想着拥有一种单芯片的、基于闪存的以太网解决方案，带有内置的１０／１００以太网媒体访问控制器（ＥＭＡＣ）和以太网物理层（ＥＰＨＹ）。飞思卡尔半导体的ＭＣ９Ｓ１２ＮＥ６４正是这样一种产品。

ＭＣ９Ｓ１２ＮＥ６４（图１）是一款１６位微控制器，可以和您选定的第三方ＴＣＰ／ＩＰ协议栈匹配，从而实现低成本的终端节点以太网解决方案，同时具有Ｍｅｔｒｏｗｅｒｋｓ的ＣｏｄｅＷａｒｒｉｏｒ工具的快速设计ｔｕｒｎｓｃｏｕｒｔｅｓｙ功能。

基于闪存的ＭＣ９Ｓ１２ＮＥ６４微控制器秉承了飞思卡尔一贯的设计传统，进入以太网的低端市场。网络设备、工业控制、安全系统、照明控制、电源监视器和自动售货机远程访问的设计人员现在拥有了一种更好的方式，用以提供强大、经济高效的解决方案。

强大的性能

ＭＣ９Ｓ１２ＮＥ６４基于强大的ＨＣＳ１２，后者集成了第三代闪存技术。凭借丰富的以太网连接功能，ＭＣ９Ｓ１２ＮＥ６４成为取代高噪音多芯片解决方案的理想之选，提供功能齐全的以太网连接。

目标代码与８位６８ＨＣ１１和６８ＨＣ１２系列兼容

为Ｃ语言优化的简洁简短代码

高达２５ＭＨｚ的总线速率（短指令周期为４０ｎｓ）

灵活的寻址模式，可实现高效的指针操作控制和循环环回控制。

连续的实时仿真现在已成为单个调试接口上的标准操作程序。片上调试模块具有跟踪和触发功能，而这些功能一度曾是价格昂贵的仿真器的。此外，片上调试的优点还有：

没有传统仿真器在频率和电压方面的限制；在整个运行电压和频率范围内，都可以实时仿真所有的ＭＣＵ功能；

四种总线捕获模式，可提供灵活的数据采集；

摒弃笨重的仿真器电缆，取而代之的是专用的针脚，实现无干扰调试；

采用９个灵活的触发器和缓冲器硬件缓冲，取代仿真器的昂贵的总线分析器；

在运行应用代码的同时，可以查看和更改内部寄存器和存储器；

一站式，目标处理器上的运行或跟踪应用。

单个芯片功能一应俱全

多芯片以太网解决方案成本高昂，并且由于设计复杂，产品投放市场需要更长的时间。此外，多芯片以太网解决方案需要更多的互连，可能导致可靠性问题，因此它不是工业控制和终端节点以太网市场的理想之选。

对于具有经济头脑的设计人员来说，灵活性也是一个非常重要的因素。ＩＥＥＥ８０２．３ＥＭＡＣ可以处理以太网协议过滤，并提供两个接收缓冲器和一个发送缓冲器（它们的大小可调节，并且共享ＲＡＭ），从而使用户能够自由选择设计。单纯从成本角度看，的ＥＭＡＣ软件驱动可以简化开发。第三方厂商可以提供一系列ＴＣＰ／ＩＰ协议栈，从基础的产品一直到功能齐全的产品。

集成ＩＥＥＥ８０２．３１０／１００ＥＰＨＹ经过了调节，就如同工业市场上的ＥＭＡＣ一样。除了完全集成的收发器接口外，ＥＰＨＹ还提供了全双工和半双工运行，并且可以自动协商数据传输速率，在１０Ｍｂｐｓ和２０Ｍｂｐｓ两个速率之间选择。它支持与变压器和ＲＪ４５插槽的直接连接，１００米范围内都可以运行。

飞思卡尔并没有满足于在单个芯片上集成ＥＰＨＹ和ＥＭＡＣ。我们还提供了四个芯片到芯片的接口，包括用于提供有效数据交换的Ｉ２Ｃ总线，因而无需使用地址译码器，而且降低了芯片到芯片连接的数量。

除了Ｉ２Ｃ总线接口外，ＭＣ９Ｓ１２ＮＥ６４还有两个ＳＣＩ通道和一个ＳＰＩ通道，用于芯片到芯片的通信。

网络设计人员的以太网应用

ＭＣ９Ｓ１２ＮＥ６４的优点远不止使用简便、性能优良和价格优惠这么简单。在工业和终端节点以太网应用方面，终用户总是期望产品拥有较长的使用寿命，并且可以远程配置和提供服务。因而伸缩扩展性、延伸性和灵活性就成为关键。

随着ＭＣ９Ｓ１２ＮＥ６４的出现，我们的技术甚至超出了用户的当前需求。除了能够处理以太网协议过滤、接收和发送缓冲区器大小可调节外，ＭＣ９Ｓ１２ＮＥ６４还支持闪存编程，使客户产品能够快速投放市场。ＭＣ９Ｓ１２ＮＥ６４的其它优点包括：现场更新、远程电子邮件消息发送、远程Ｗｅｂ服务确认、远程运操行监控视、远程设备控制等。

它提供了一种快速、经济高效的方法，可在芯片上建立一个支持Ｗｅｂ的服务器。

ＮＥ６４其它特性

电源电压／性能：３．３Ｖ±５％运行；－４０℃到＋８５℃，－４０℃到＋１０５℃

２５ＭＨｚＨＣＳ１２芯核

内存：６４ＫＢ闪存；８ＫＢＲＡＭ

通信：１０／１００ＥＭＡＣ；１０／１００ＥＰＨＹ；两个串行通信接口（ＳＣＩ）；串行外设接口（ＳＰＩ）；Ｉ２Ｃ总线接口

内置外设：８通道、１０位模拟到数字转换器（ＡＤＣ）；２通道、１６位定计时器；运行正常监测（ＣＯＰ）；键盘中断；多达７０个通用输入／输出口（ＧＰＩＯ）

可用封装：８０个ＴＱＦＰ－ＥＰ，１１２引脚ＬＱＦＰ

ＮＥ６４是一种功能全面的强