基于以16位單片機(jī)實(shí)現(xiàn)信息家電連接internet的解決方案

　摘要：在分析傳統(tǒng)信息家電接入internet方式的基礎(chǔ)上，提出了以16位單片機(jī)作為主控芯片的嵌入式設(shè)備解決方案，實(shí)現(xiàn)了信息家電以新的方式接入internet,并對(duì)系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行了描述。

　　0 引言

　　隨著網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的到來(lái)，internet已成為重要的基礎(chǔ)信息設(shè)施，這方面的技術(shù)進(jìn)步對(duì)于社會(huì)的各個(gè)方面產(chǎn)生了積極影響，很多領(lǐng)域都在不斷探索開發(fā)和利用網(wǎng)絡(luò)資源。從目前的情況看，大部分接入方式仍以PC作為網(wǎng)關(guān)來(lái)連接，然而這種情況一般用于大型工業(yè)集散控制系統(tǒng)，如果用于一般的信息家電接入而額外增加一臺(tái)，必然會(huì)給產(chǎn)品帶來(lái)高昂的成本，從產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)實(shí)用方面來(lái)看并不切實(shí)可行。用嵌入式設(shè)備將信息家電接入的方式則很好地解決了這一問題。所謂嵌入式設(shè)備一般是由嵌入式微處理器、外圍設(shè)備、特定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議以及應(yīng)用程序等各部分組成，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)信息家電的遠(yuǎn)程控制、監(jiān)視和管理功能，它代替了傳統(tǒng)的PC機(jī)或網(wǎng)關(guān)設(shè)備，在數(shù)據(jù)量不大的情況下能夠符合要求，具有可靠靈活、成本低等優(yōu)點(diǎn)。

　　1 方案的提出

　　從信息家電遠(yuǎn)程在線訪問的角度考慮，對(duì)信息家電監(jiān)測(cè)和控制時(shí)存在兩種情況：（1）遠(yuǎn)程訪問時(shí)，信息家電的通信數(shù)據(jù)量不大，56Kbps的通信速率即可滿足要求；（2）信息家電對(duì)實(shí)時(shí)性的要求不高，其時(shí)延可以在1秒以上。基于以上兩個(gè)條件在選擇嵌入式設(shè)備時(shí)，選擇了單片機(jī)SPCE061A作為信息家電接入internet的微處理器，同時(shí)采用RTL8019AS作為以太幀的驅(qū)動(dòng)芯片，負(fù)責(zé)以太幀的接收和發(fā)送。最后，通過RJ45接口發(fā)送狀態(tài)信息到internet和接收來(lái)自internet的控制數(shù)據(jù).此外,要實(shí)現(xiàn)信息家電接入internet還需要深入了解TCP/IP協(xié)議和網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序。

　　2 RTL8019AS以太網(wǎng)控制器簡(jiǎn)介

　　由臺(tái)灣REALTEK公司生產(chǎn)的RTL8019AS以太網(wǎng)控制器，由于其優(yōu)良的性能、低廉的價(jià)格，使其在市場(chǎng)上10Mbps網(wǎng)卡中占有相當(dāng)?shù)谋壤?/p>

　　2．1主要性能

　　(1)符合Ethernet II與IEEE802.3(10Base5、10Base2、10BaseT)標(biāo)準(zhǔn)；

　　(2)全雙工，收發(fā)可同時(shí)達(dá)到10Mbps的速率；

　　(3)內(nèi)置16KB的SRAM，用于收發(fā)緩沖，降低對(duì)主處理器的速度要求；

　　(4)支持8／16位數(shù)據(jù)總線，8個(gè)中斷申請(qǐng)線以及16個(gè)I／0基地址選擇；

　　(5)支持UTP、AUI、BNC自動(dòng)檢測(cè)，還支持對(duì)10BaseT拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的自動(dòng)極性修正；

　　(6)允許4個(gè)診斷LED引腳可編程輸出；

　　(7)100腳的TQFP封裝，縮小了PCB尺寸。

　　RTL8019AS內(nèi)部可分為遠(yuǎn)程DMA接口、本地DMA接口、MAC(介質(zhì)訪問控制)邏輯、數(shù)據(jù)編碼解碼邏輯和其他端口。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。