基于W3150A+的虛擬儀器通用以太網(wǎng)接口設(shè)計(jì)

　　2 以太網(wǎng)接口的硬件設(shè)計(jì)

　　本接口的硬件設(shè)計(jì)主要包括FPGA與W3150A+的接口設(shè)計(jì)，物理層芯片RTL8201與W3150A+的接口設(shè)計(jì)以及時(shí)鐘模塊和電源模塊的設(shè)計(jì)。其硬件設(shè)計(jì)框圖如圖2所示。

　　2.1 W3150A+與FPGA的接口設(shè)計(jì)

　　隨著半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展，F(xiàn)PGA(Field Programmable Gate Array)的計(jì)算能力、容量以及可靠性有了很大的提高。它正以高度靈活的用戶現(xiàn)場(chǎng)編程功能、反復(fù)可改寫功能、高可靠性等優(yōu)點(diǎn)，成為數(shù)字電路、數(shù)字信號(hào)處理等領(lǐng)域的新寵。

　　考慮到成本、實(shí)用性以及功耗，本設(shè)計(jì)選用的FPGA芯片是Altera公司MAXII系列的EPM570GT100C4。MAXII系列器件是一種非易失性CPLD，采用0.18μm的制造工藝，并包含有240到2210個(gè)邏輯單元和8Kbits非易失性存儲(chǔ)器，它相對(duì)于其他的CPLD可以提供快速、穩(wěn)定、數(shù)量更多的I/O管腳。

　　W3150A+與微處理器芯片的接口方式有三種：直接總線接口模式、間接總線接口模式和SPI模式。其中直接總線接口模式適用于大數(shù)據(jù)量傳輸?shù)那闆r;SPI模式的接口連線較少，適用于數(shù)據(jù)量不大，傳輸速率相對(duì)較低的情況;間接總線接口模式下的數(shù)據(jù)傳輸性能則介于它們兩者

　　之間。本系統(tǒng)采用直接總線接口模式，以便最大限度地提高數(shù)據(jù)的傳輸速率。其具體的接口電路如圖3所示。

　　2.2 物理層芯片與W3150A+的接口設(shè)計(jì)

　　RTL8201BL是一個(gè)單端口的物理層收發(fā)器，它只有一個(gè)MII/SNI(媒體獨(dú)立接口/串行網(wǎng)絡(luò)接口)接口。可用于實(shí)現(xiàn)全部的10/100M以太網(wǎng)物理層功能，包括物理層編碼子層(PCS)、物理層介質(zhì)連接設(shè)備(PMA)、雙絞線物理媒介相關(guān)子層(TP～PMD)、10Base-Tx編解碼和雙絞線媒介訪問單元(TPMAU)。PECL接口可支持連接一個(gè)外部的100Base-FX光纖收發(fā)器。這款芯片使用先進(jìn)的CMOS工藝制作，可以滿足低壓低功耗的需求。

　　RTL8201BL與W3150A+可通過標(biāo)準(zhǔn)MII接口相連，其中引腳RX_CLK、RXDV、RXD[0：3]以及COL用于數(shù)據(jù)的接收，而TX_CLK、TXE、TXD[0：3]用于數(shù)據(jù)的發(fā)送。其具體的電路圖如圖4所示。