基于AVR高性能單片機的以太網接口設計

2 系統(tǒng)軟件實現(xiàn)
2．1 RTL8019AS地址空間與寄存器
RTL8019AS內部的16 KB的RAM用于收發(fā)緩沖，地址為Ox4000～0x7FFF，收發(fā)緩沖以頁為單位，每頁256 B，共64頁，如果某頁沒有完全填滿數據，則下包數據也不能繼續(xù)使用該頁，只能使用新的頁。一般將前12頁作為發(fā)送緩沖區(qū)，分為兩個6頁的緩沖區(qū)(因為一個最大數據包占6頁)，兩個發(fā)送緩沖區(qū)交替使用，可提高發(fā)送效率，后52頁作為接收緩沖區(qū)。該RAM是雙端口的，具有兩套總線，一套是RTL8019AS讀寫該RAM，即本地DMA；另一套是單片機讀寫該RAM，即遠程DMA，要接收和發(fā)送數據包就必須對這塊RAM進行DMA讀寫。
RTL8019AS具有32位I／O地址，地址偏移量為00H～1FH，本系統(tǒng)中對應于300H～31FH，其中，00H～0FH為16個寄存器地址，寄存器分為4頁，與NE2000兼容的只有前3頁，第4頁是RTL8019AS自己定義的，對于其他兼容NE2000的芯片無效，所以為了保證驅動程序對所有NE2000兼容的網卡都有效，不要去操作第4頁的寄存器。10H～17H為8個遠程DMA地址，都可以用來做遠程DMA地址，使用其中一個即可，微控制器通過讀寫數據端口10H～17H實現(xiàn)對緩沖區(qū)的訪問。18H～1FH共8個地址為復位端口，它們功能一樣，使用其中一個即可，用于RTL8019AS的熱復位。
2．2 嵌入式TCp／IP實現(xiàn)
TCP／IP協(xié)議族是一組不同層次上的多個協(xié)議的組合，分為鏈路層、網絡層、傳輸層和應用層。對于8位單片機來說，由于其處理速度和存儲能力的問題，要實現(xiàn)完整的TCP／IP協(xié)議棧是比較困難的，因此要根據其特點及自己的需求，對協(xié)議進行裁剪，保留其核心部分。該系統(tǒng)只實現(xiàn)了ARP，IP，ICMP，UDP，TCP協(xié)議，采用C語言編寫。
在鏈路層上，首先要解決RTL8019AS的驅動問題，驅動程序包括三部分：以太網接口芯片初始化程序、發(fā)送數據程序和接收數據程序，它們屏蔽了底層硬件處理細節(jié)，同時向上層軟件提供與硬件無關的接口。驅動程序將已封裝好的待發(fā)送數據按指定格式寫入芯片并啟動發(fā)送命令，8019會自動把數據包轉換成物理幀格式在信道上傳輸；反之，8019收到物理信號后將其還原成數據，按指定格式存放在芯片RAM中以便主機程序取用，下面給出部分初始化程序，主要是對一些寄存器進行設置，其中，reg00～regof為宏定義，代表RTL8019AS內地址偏移量為00H～0FH的寄存器地址。