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单片机与以太网控制器RTL8029接口的VHDL设计

发布时间:2020-07-21 18:27:32 阅读: 来源:玻璃粉厂家

1 以太网控制器

台湾Realtek公司的以太网控制器是一种符合IEEE802.3以太网标准的控制器,有RTL8019、RTL8029和RTL8139等系列。其中RTL8019是ISA总线的,较易与8位MCU实现接口。RTL8029和RTL8139是PCI总线的,不能直接与8位的MCU接口,需要一个PCI接口进行转接。考虑到目前RTL8029在市场上较容易购买,故采用RTL8029以太网控制器作为网络接口。

RTL8029内部已经包含有整个网络接口层的协议 (PHY层和MAC层协议),因此应用起来较简单。用户不必考虑链路控制问题,而只需考虑单片机如何从RTL8029中去读TCP/IP协议的数据即可。

PCI总线信号有3.3V标准和5V标准,信号线众多,但是并不是所有的PCI设备都使用全部的PCI接口信号,实际上只使用它们需要的即可。RTL8029AS以太网控制器遵循5V标准,并且只使用了PCI总线信号中的以下部分:

AD[31:0]——数据信号复用总线。 FRAME——帧周期信号,由当前主设备驱动,表示一次访问的开始和持续时间。 IRDY——主设备准备好信号。 TRDY——从设备准备好信号。 C/BE——总线命令和字节使能复用信号。地址期是总线命令,数据期是字节使能。 IDSEL——初始化设备选择信号。在参数配置读写传输期间,用作片选。对于只有一个PCI设备的情况,它可以总接高电平。 RST——复位信号。 CLK——系统时钟信号,频率范围DC~33MHz。以上信号都在CLK的上升沿有效。 INTA——中断请求信号,RTL8029数据准备好后可以用来向主控制器发出中断。 DEVSEL——设备选择信号,表明驱动它的设备已成当前访问的设备,由于在单片机系统中,RTL8029是单一的PCI设备,因此该信号可以不用。

2 PCI接口设计 在以太网控制器的接口信号中,除地址数据总线是双向的外,TRDY信号由以太网控制器产生,方向为从以太网控制器至PCI接口;其余信号都由接口部分产生,方向是从PCI接口至以太网控制器。 接口设计的思路是:可将PCI接口当作单片机的外部存储器看待,单片机以读写外部存储器的时序对PCI接口进行读写,再由PCI接口将这种读写操作时序转换成PCI时序对以太网控制器进行操作。 单片机在进行外部存储器操作时用到的信号有PO口、P2口、ALE以及RD和WR信号。其中,P0口为地址(低8位)/数据复用,P2口为高8位地址信号;ALE为地址锁存信号,为高电平时将P0口的值锁存到低8位数据线上;RD和WR为读写有效信号,低电平有效。因此,PCI接口实际上是起到一个从8位单片机读写时序到32位PCI读写时序转换的作用,原理框图如图1所示,访目时序如图2所示。

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