摘要：文中在HEROS嵌入式操作系統(tǒng)" title="嵌入式操作系統(tǒng)" target="_blank">嵌入式操作系統(tǒng)中,，利用開(kāi)放源代碼的TCP／IP協(xié)議棧,，在MICREL芯片組成的網(wǎng)卡架構(gòu)的基礎(chǔ)上,，詳細(xì)描述了添加網(wǎng)卡底層驅(qū)動(dòng)程序的步驟，探討并實(shí)現(xiàn)了驅(qū)動(dòng)程序的開(kāi)發(fā),。
關(guān)鍵詞：網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng),；嵌入式操作系統(tǒng)；MICREL
目前隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,，越來(lái)越多的電子設(shè)備已經(jīng)將網(wǎng)絡(luò)接入功能作為其默認(rèn)配置,，以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控和信息分布式處理。TCP／IP協(xié)議棧在很多應(yīng)用中已經(jīng)證明了其穩(wěn)定性,，所以在實(shí)際應(yīng)用中主要解決移植和編寫網(wǎng)卡的底層驅(qū)動(dòng)程序的問(wèn)題,，本文討論的是MICREL網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)在HEROS系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)，該款芯片為8851,，有兩個(gè)完全獨(dú)立的網(wǎng)卡電路實(shí)現(xiàn),。
1 網(wǎng)卡與HEROS概述
網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)完成的工作是正常發(fā)送以及接收網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包。Micrel網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序?qū)τ诓僮飨到y(tǒng)而言是一組子程序,，它屏蔽了底層的硬件處理細(xì)節(jié),，同時(shí)向上層軟件提供接口。驅(qū)動(dòng)程序?qū)⒁l(fā)送的數(shù)據(jù)包按指定格式寫入芯片并啟動(dòng)發(fā)送命令,，然后Micrel網(wǎng)卡內(nèi)部處理單元會(huì)自動(dòng)把數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換成物理幀格式在物理信道上傳輸,。反之，Micrel網(wǎng)卡收到物理信號(hào)后將其還原成數(shù)據(jù),，按指定格式存放在芯片緩沖區(qū)中以便主機(jī)程序取用,。
由于Micrel網(wǎng)卡在HEROS系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)采用的是外擴(kuò)設(shè)計(jì)，所以圖1中Micrel網(wǎng)卡模塊的位置相應(yīng)地就位于HEROS操作系統(tǒng)以外,，以體現(xiàn)其外擴(kuò)特性,。
2 硬件設(shè)計(jì)
2．1 網(wǎng)卡硬件特點(diǎn)
KSZ8851整合了一個(gè)快速以太網(wǎng)MAC／PHY與一個(gè)8／16／32位的普通主機(jī)處理器接口和SPI接口。該設(shè)備擁有在RXQ和TXQ之間進(jìn)行共享的18KB內(nèi)部緩沖存儲(chǔ)器,。該緩沖存儲(chǔ)器在接收隊(duì)列的緩存容量是12KB,，而在發(fā)送隊(duì)列則是6KB。憑借引腳與麥瑞半導(dǎo)體現(xiàn)有的KSZ8841MQL和KSZ8842MQL系列兼容,，該設(shè)備可提供80Mbps或更高的性能,。該解決方案支持大端(Big—Endian)和小端(Little—Endian)處理器，還支持IPv4／IPv6 checksum生成與校驗(yàn),。這些功能大大減少了對(duì)CPU的使用,，并提高了系統(tǒng)整體性能。通過(guò)能量檢測(cè)模式,、可編程的3．3V／2．5V／1．8V IO選項(xiàng)以及一個(gè)零下40攝氏度至85攝氏度的工作溫度范圍,，KSZ8851還為設(shè)計(jì)師提供了更強(qiáng)的功率管理功能。最后,，該設(shè)備以多種封裝形式推出,，包括128引腳PQFP封裝、48引腳LQFP封裝和32引腳QFN封裝,。
2．2 網(wǎng)卡初始化
為正常使用網(wǎng)卡收發(fā)數(shù)據(jù)功能,，首先需要對(duì)Micrel網(wǎng)卡進(jìn)行初始化。初始化工作應(yīng)在網(wǎng)卡正常工作前完畢,，所以應(yīng)在HEROS系統(tǒng)初始化過(guò)程中一并完成Micrel網(wǎng)卡的初始化工作,。下面這個(gè)函數(shù)是寫命令用的：
2．3 發(fā)送處理函數(shù)
首先，在網(wǎng)卡初始化時(shí),，就需要設(shè)置一些有關(guān)發(fā)送數(shù)據(jù)的發(fā)送寄存器,，然后，網(wǎng)卡才能正常發(fā)送數(shù)據(jù),。Mierel網(wǎng)卡發(fā)送寄存器的初始化框圖如圖2所示,。
在網(wǎng)卡發(fā)送模式正確初始化后，即可進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送操作,。首先用戶層發(fā)出發(fā)送數(shù)據(jù)的請(qǐng)求,，然后該請(qǐng)求通過(guò)HEROS系統(tǒng)協(xié)議棧發(fā)給MICREL網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)層，最后發(fā)出數(shù)據(jù),。發(fā)送前要注意：
(1)此時(shí)該網(wǎng)卡沒(méi)有在接收數(shù)據(jù)包,，否則會(huì)引起時(shí)序混亂，導(dǎo)致網(wǎng)卡最后失效,，所以在發(fā)送的時(shí)候要去判斷信號(hào)量micrel_int_1_flag是否為0,，如果為0，則可以發(fā)送,，為1則表明此時(shí)正在接收數(shù)據(jù)包,，不可以發(fā)送,。
(2)發(fā)送長(zhǎng)度要以四個(gè)字節(jié)對(duì)齊。GET_4BYTES_AUGNMENT(uOrgPktLen,，&len),；
實(shí)際發(fā)送長(zhǎng)度為len。
2．4 接收處理函數(shù)
Micrel網(wǎng)卡接收寄存器的初始化框圖如圖3所示,。在網(wǎng)卡接收模式正確初始化后,，即可進(jìn)行數(shù)據(jù)接收操作。首先用戶層發(fā)出接收數(shù)據(jù)的請(qǐng)求,，然后該請(qǐng)求通過(guò)HEROS系統(tǒng)協(xié)議棧發(fā)給MICREL網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)層,，最后接收數(shù)據(jù)。接收時(shí)需注意：
(1)首先要從幀頭中獲取幀長(zhǎng)度byte_count,，最大為1518,，并且必須把byte_count按4個(gè)字節(jié)對(duì)齊；
(2)其次要將Micrel芯片的接收中斷關(guān)閉,，接收完畢后,，再打開(kāi)接收中斷。
(3)注意幀開(kāi)始的2個(gè)字節(jié)和最后4個(gè)字節(jié)不要讀到接收緩沖區(qū),。
3 結(jié)束語(yǔ)
本文介紹了以HEROS為核心,、KS8851作為網(wǎng)絡(luò)接口芯片的終端接口，通過(guò)TCP／IP協(xié)議棧與本文討論的網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng),，用ping ip地址命令可以得到ICMP reply響應(yīng),。MICREL芯片具有性價(jià)比高、連接方便等特點(diǎn),，是進(jìn)行嵌入式以太網(wǎng)終端設(shè)計(jì)時(shí)的主要控制芯片之一,。