AX88180在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用(中文資料)

AX88180是***ASIX公司推出的一款高性能低成本的Non-PCI千兆以太網(wǎng)控制器,符合IEEE802.3／IEEE 802.3u／IEEE 802.3ab協(xié)議,適用于多種需要高速接入網(wǎng)絡(luò)的嵌入式系統(tǒng),在串流媒體、多媒體網(wǎng)絡(luò)、高頻寬傳輸?shù)阮I(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用,如影音內(nèi)容分發(fā)、IP機(jī)頂盒、數(shù)字錄放機(jī)、DVD錄放機(jī)、高清晰電視、數(shù)字媒體轉(zhuǎn)接器、家用網(wǎng)關(guān)以及IP電視等。

??? 2 內(nèi)部結(jié)構(gòu)

??? AX88180內(nèi)置10／100／1000 Mb／s以太網(wǎng)媒體存取控制器(MAC),與PHY之間采用RGMII接口：內(nèi)置主機(jī)接口控制器,可以與16／32位主機(jī)方便連接,尋址方式與SRAM相同;內(nèi)置40 KB SRAM網(wǎng)絡(luò)封包緩存器,其中32 KB用于從PHY接收數(shù)據(jù)包。8KB用于主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)包到PHY,可以用高效方式進(jìn)行封包的存儲(chǔ)、檢索與修改;內(nèi)置256字節(jié)的配置寄存器,用于主機(jī)控制和參數(shù)設(shè)置;內(nèi)置EEP-ROM接口;內(nèi)置IP／TCP／UDP checksum offloads,可大大減小微控制器的運(yùn)算負(fù)載,改善傳輸反應(yīng)時(shí)間。圖1是AX88180的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。

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??? 3 主要引腳功能及分布

??? AX88180有128個(gè)引腳,主要分為RGMII接口、HOST接口、EEPROM接口、電源接口、其他接口等。圖2是AX88180的引腳分布,表1、表2分別是RGMII和HOST接口的引腳功能簡介。

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??? 4 系統(tǒng)原理

??? AX88180有一個(gè)16／32位主機(jī)接口,可直接與嵌入式微處理器相連,主機(jī)可以像操作SRAM一樣對(duì)其進(jìn)行操作,主機(jī)給AX88180分配一個(gè)64KB的存儲(chǔ)空間,其中0000H-7FFFH供數(shù)據(jù)接收使用,接收時(shí)AX88180發(fā)中斷給主機(jī),主機(jī)讀取該地址將接收到的數(shù)據(jù)讀入系統(tǒng)內(nèi)存,然后由協(xié)議處理程序進(jìn)行處理;8000H-FBFFH供發(fā)送數(shù)據(jù)使用,系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),主機(jī)先將封包好的數(shù)據(jù)傳送到此地址,然后AX88180將數(shù)據(jù)發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上。AX88180與PHY之間采用RGMII連接,千兆支持全雙工,10／100 Mb／s支持全雙工和半雙工模式。圖3為系統(tǒng)組成的原理框圖。

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??? 5 在高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的應(yīng)用

??? 5.1 硬件設(shè)計(jì)

??? 圖4為嵌入式千兆網(wǎng)絡(luò)接口在高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的一個(gè)應(yīng)用電路。S3C2440A是16／32位RISC微處理器,主要面向手持設(shè)備以及高性價(jià)比、低功耗應(yīng)用,與AX88180之間采用總線方式相連,其地址總線、數(shù)據(jù)總線、讀寫信號(hào)等直接連接。AX88180的時(shí)鐘信號(hào)(40 MHz～100 MHz)由S3C2440A提供,AX88180的中斷信號(hào)與S3C2440A的EINT11相連：AX88180與PHY器件88E1111之間采用簡化的千兆比特媒體獨(dú)立接口RGMII接口,信號(hào)之間直接連接。

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??? 5.2 軟件設(shè)計(jì)

??? 程序主要由協(xié)議程序、驅(qū)動(dòng)程序、應(yīng)用程序等組成。協(xié)議程序可以通過主機(jī)系統(tǒng)移植操作系統(tǒng)(如嵌入式Linux)獲得;驅(qū)動(dòng)程序主要由初始化程序、數(shù)據(jù)接收發(fā)送程序、中斷服務(wù)程序等組成。有些驅(qū)動(dòng)程序可從制造商獲得,有些則需要用戶自己編寫。下面是驅(qū)動(dòng)程序中寫PHY寄存器的程序代碼：

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??? 6 結(jié)束語

??? AX88180價(jià)格低廉,功能強(qiáng)大,目前還未發(fā)現(xiàn)同類產(chǎn)品。本文介紹了其內(nèi)部結(jié)構(gòu)、功能及原理。并給出了一種具體應(yīng)用設(shè)計(jì),對(duì)嵌入式系統(tǒng)高速接入網(wǎng)絡(luò)有很好的借鑒意義。