基于MC9S12NE64的单芯片以太网连接.pdf

基于MC9S12NE64 的单芯片以太网连接 杨 炯， 於晓明， 石勇 （ 苏州大学计算机学院 江苏 苏州 215021 ） 【摘 要】： 分析基于嵌入式单芯片的以太网连接方案， 介绍 MC9S12NE64 型 16 位 MCU 的特性， 给出基于 MC9S12NE64 的嵌入式 TCP ／ IP 协议栈实现的思想。 【关键词】： MC9S12NE64；MCU；嵌入式系统；以太网；TCP/IP 引言 随着网络和嵌入式技术的迅速发展，网络的概念逐渐由 PC 向工业控制转移。 目前，以太网(ethernet)已广泛地应用于各种计 算机网络，基于以太网的设备控制发展也越来越快。通过以太网 及 TCP ／ IP 协议栈可以使不同的网络设备实现互连、 交换数据。 如何充分利用网络协议，进行数据采集、传输或者远程控制越来 越受到了行业的关注。 用嵌入式系统实现以太网的网络连接有多种方案。一般的以 太网连接方案是通过 MCU 或者 DSP 加上网卡芯片。 这样做可 以根据设计应用的领域， 选择速度资源合适的控制芯片和外扩 芯片配合， 达到功能和成本的最优化， 必要时还需要扩展外部 RAM 和 ROM。 虽然这种方案应用起来不是很困难，但所用外部 元件数量较多， 系统开销较大， 稳定性不高。 Freescale 公司的 MC9S12NE64 集成以太网接口，可实现单器件以太网连接，以解 决传统方案的不足。与多器件方案相比，单器件连接方案具有所 用外部元件少、系统开销小、稳定性高、设计时间短等一系列优 点。 1.MC9S12NE64 简介 MC9S12NE64 基于 HCS12CPU，采用速度为 50MHz 的明星 内核(Star Core)，总线时钟可以达到 25MHz，内部集成了以太网 媒体访问控制器(EMAC)、10/100 以太网物理层（EPHY），兼容 IEEE 802.3 标准。 内置标准的媒介独立接口（MII），可以实现地 址识别及过滤，以太类型过滤，和常用的网卡芯片一样，NE64 的 工作模式能够设定为 10Mbps/100Mbps 全双工/半双工， 并且拥 有自适应的功能，可以满足不同物理环境要求。 NE64 芯片与一 般网卡芯片不同的是它的以太网缓冲区的设计， 一般网卡芯片 使用 FIFO 作为缓冲区，这种设计可以最大限度的发挥缓冲区的 作用。 NE64 内部则是使用 3 块 RAM 共 8K 作为缓冲区，两块用 于接收，一块用于发送，而且 RAM 大小可以用户设定。 因为用