摘要：S3C44B0X作為一款以ARM7TDMI為內(nèi)核的微處理器，得到了廣泛的應(yīng)用。本文采用該處理器，使用到廣泛應(yīng)用的源代碼公開的uClinux操作系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)CPU處理器與RTL8019AS以太網(wǎng)控制器網(wǎng)絡(luò)通信。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)通信工程在嵌入式設(shè)備中的應(yīng)用有很好的借鑒意義。 關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng); S3C44B0X;ARM 1.引言 　　ARM7TDMI是一種高性能，低功耗的RISC處理器核。采用該內(nèi)核的S3C44B0X是一款集成了許多外圍設(shè)備的芯片，同時(shí)其性能價(jià)格比也是非常高的,非常適合做嵌入式產(chǎn)品的處理器。在眾多的嵌入式操作系統(tǒng)中，uClinux由于代碼開放性，適用于多種CPU和多種硬件平臺(tái)，以及強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能，在中低端的嵌入式設(shè)備中有廣泛應(yīng)用。 　　本文采用基于ARM核的S3C44B0X處理器，使用到廣泛應(yīng)用的源代碼公開的uClinux操作系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)CPU處理器與RTL8019AS以太網(wǎng)控制器網(wǎng)絡(luò)通信。 2.以太網(wǎng)接口電路的設(shè)計(jì)思路與實(shí)現(xiàn) 　　從硬件的角度看，以太網(wǎng)接口電路主要由MAC控制器和物理層接口（Physical Layer, PHY）兩大部分構(gòu)成。 　　RTL8019AS是臺(tái)灣readlted公司生產(chǎn)的以太網(wǎng)控制器，支持IEEE802.3;支持8位或16位數(shù)據(jù)總線;它內(nèi)部集成了兩塊RAM，一塊16KB，地址為0x4000～0x7FFF;一塊32字節(jié)，地址為0x0000～0x001F。16K的RAM用作收發(fā)數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)，一般將0x4000～0x46FF作為發(fā)送緩沖區(qū)，0x4700～0x7FFF作為接收緩沖區(qū)。全雙工模式時(shí)，收發(fā)同時(shí)達(dá)到10Mbps;支持10Base5、10Base2、10BaseT,并能自動(dòng)檢測(cè)所連接的介質(zhì)。 　　RTL8019AS與主機(jī)的接口模式有三種，（1）跳線模式 這種模式與早期的網(wǎng)絡(luò)控制器兼容。RTL8019AS的端口基地址、中斷口等都由開關(guān)或跳線器決定。跳線模式簡(jiǎn)單，但配置資源麻煩。（2）PnP模式 與微軟的PnP協(xié)議兼容。在這種模式下，RTL8019AS的端口基地址、中斷口等都由EEPROM93C46設(shè)定，但需要進(jìn)行PnP芯片的識(shí)別，不便與ARM接口。（3）RT模式為了避免PnP模式下的PnP芯片識(shí)別和配置過程, readlted公司提供RT模式。在RT模式下，RTL8019AS的端口基地址、中斷口等也是由EEPROM93C46決定的。 　　S3C4510B內(nèi)嵌一個(gè)以太網(wǎng)控制器，支持MII和BDI接口，可在半雙工或全雙工模式下提供10M/100Mbps的以太網(wǎng)接入。在半雙工模式下，控制器支持CSMA/CD協(xié)議，在全雙工模式下支持IEEE802.3MAC控制層協(xié)議。因此，S3C4510B內(nèi)部實(shí)際上已包含了以太網(wǎng)MAC控制，但并未提供物理層接口，故需外接一片物理層芯片，以提供以太網(wǎng)的接入通道。 　　物理層接口（PHY）完成所有輸入輸出數(shù)據(jù)的編碼解碼，10Base-T采用Manchester編碼;100Base-X采用4B/5B編碼;100Base-T4采用8B/6T編碼。在接收數(shù)據(jù)時(shí)，MII接收從前綴到末尾CRC的原始數(shù)據(jù)包。在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，MII給數(shù)據(jù)包加上前綴和末尾的CRC。MAC層同時(shí)還產(chǎn)生填充數(shù)據(jù)并傳給PHY。 　　網(wǎng)絡(luò)電路如圖1所示，S3C44B0X使用nGCS2和數(shù)據(jù)地址總線訪問rtl8019的內(nèi)部寄存器和緩沖區(qū)。TS6121是隔離變壓器，RJ45是網(wǎng)絡(luò)接口。 3. 協(xié)議分析 　　Linux下的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的各層之間是通過一系列互相連接層的軟件來實(shí)現(xiàn)Internet地址族的。INET socket為基于IP的協(xié)議TCP和UDP管理傳輸端點(diǎn)。UDP（用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議）是一個(gè)無連接協(xié)議，而TCP（傳輸控制協(xié)議）是一個(gè)可靠的端對(duì)端協(xié)議。傳輸U(kuò)DP包的時(shí)候，Linux不知道也不關(guān)心它們是否安全到達(dá)了目的地。TCP則不同。在TCP連接的兩端都需要加上一個(gè)編號(hào)，以保證傳輸?shù)臄?shù)據(jù)被正確接收。在IP層，實(shí)現(xiàn)了Internet協(xié)議代碼，這些代碼要給傳輸?shù)臄?shù)據(jù)加上一個(gè)IP頭，并且知道如何把傳入的IP包送給TCP或者UDP協(xié)議。在IP層以下，就是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備來支持所有的Linux網(wǎng)絡(luò)工作，結(jié)構(gòu)層次圖如圖2所示。 4 socket編程 　　常用的socket類型有兩種：流式socket和數(shù)據(jù)報(bào)式socket。兩者的區(qū)別在于：前者對(duì)應(yīng)于TCP服務(wù)，后者對(duì)應(yīng)于UDP服務(wù)，主要包括以下函數(shù)： 　?。?） socket函數(shù) 　　Int socket（ int family, int type, int protocol ） 　　family指明協(xié)議族;type是套接口的類型; protocol通常設(shè)置為0;函數(shù)成功時(shí)返回一個(gè)小的非負(fù)整數(shù)值。 　?。?）connect函數(shù) 　　Int connect（ int sockfd, const struct sockaddr＊ servaddr, socklen_t addrlen ） 　　Sockfd由socket函數(shù)返回?cái)?shù)值，servaddr是一個(gè)套接口地址結(jié)構(gòu)的指針,addrlen是該結(jié)構(gòu)的大小，該結(jié)構(gòu)必須含有服務(wù)器的IP地址和端口號(hào)。 　?。?）bind函數(shù) 　　Int bind（ int sockfd, const struct sockaddr＊ myaddr, socklen_t addrlen ） 　　myaddr指向特定于協(xié)議地址結(jié)構(gòu)的指針，addrlen是該地址結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度。對(duì)于TCP，調(diào)用函數(shù)bind可以指定一個(gè)端口，指定一個(gè)IP地址?？梢詢烧叨贾付?，也可以一個(gè)也不指定。 　?。?）listen函數(shù) 　　Int listen（ int sockfd, int backlog ） 　　backlog規(guī)定了內(nèi)核為此套接口排隊(duì)的最大連接個(gè)數(shù),函數(shù)listen將未連接的套接口轉(zhuǎn)換成被動(dòng)套接口，指示內(nèi)核應(yīng)接受指向此套接口的連接請(qǐng)求。根據(jù)TCP狀態(tài)轉(zhuǎn)換調(diào)用函數(shù)listen導(dǎo)致套接口從CLOSED狀態(tài)轉(zhuǎn)換到LISEN狀態(tài)。 　　（5）accept函數(shù) 　　int accept（ int sockfd, struct sockaddr＊ cliaddr, socklen_t＊ addrlen ） 　　cliaddr是返回的客戶端的協(xié)議地址, addrlen返回套接口地址結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度 　　accept函數(shù)由TCP服務(wù)器調(diào)用，從已完成連接隊(duì)列頭返回下一個(gè)已完成連接。若已完成連接隊(duì)列為空，則進(jìn)程睡眠。 　　系統(tǒng)流程圖如圖3所示： 5.結(jié)束語(yǔ) 　　本文理論聯(lián)系實(shí)際，主要介紹了RTL8019AS與S3C44B0X的網(wǎng)絡(luò)接口硬件電路的搭建，并實(shí)現(xiàn)了嵌入式系統(tǒng)下的軟件程序的設(shè)計(jì)，且通過驗(yàn)證是正確的。對(duì)于在嵌入式設(shè)備中，特別是Linux的系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)通信應(yīng)用有重要的參考意義。 本文作者創(chuàng)新點(diǎn)： 　　1.硬件電路中采用RTL8019作為網(wǎng)絡(luò)接口，并實(shí)現(xiàn)了Linux下的網(wǎng)卡程序設(shè)計(jì)，且通過驗(yàn)證是正確的 　　2.軟件系統(tǒng)模塊化，有很好的可移植性和擴(kuò)展性。 參考文獻(xiàn)： 　　[1] 李崴巍.基于圖像的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在駕駛模擬器中的應(yīng)用[J]. 微計(jì)算機(jī)信息.2006，第9-2期. P230-232. 　　[2] 姜沫歧,林偉. Protel2004原理圖與PCB設(shè)計(jì)實(shí)例[M]. 機(jī)械工業(yè)出版社,2005. 　　[3] 吳明暉.基于ARM的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用[M].人們郵電出版社，2004.