AX88180在嵌入式系統中的應用

AX88180是臺灣ASIX公司推出的一款高性能低成本的Non-PCI千兆以太網控制器,符合IEEE802.3／IEEE 802.3u／IEEE 802.3ab協議,適用於多種須要高速接入網絡的嵌入式系統,在串流媒體、多媒體網絡、高頻寬傳輸等領域有普遍的應用,如影音內容分發、IP機頂盒、數 字錄放機、DVD錄放機、高清晰電視、數字媒體轉接器、家用網關以及IP電視等。

    2 內部結構

    AX88180內置10／100／1000 Mb／s以太網媒體存取控制器(MAC),與PHY之間採用RGMII接口：內置主機接口控制器,能夠與16／32位主機方便鏈接,尋址方式與SRAM相 同;內置40 KB SRAM網絡封包緩存器,其中32 KB用於從PHY接收數據包。8KB用於主機發送數據包到PHY,能夠用高效方式進行封包的存儲、檢索與修改;內置256字節的配置寄存器,用於主機控制 和參數設置;內置EEP-ROM接口;內置IP／TCP／UDP checksum offloads,可大大減少微控制器的運算負載,改善傳輸反應時間。圖1是AX88180的內部結構框圖。

    

    3 主要引腳功能及分佈

    AX88180有128個引腳,主要分爲RGMII接口、HOST接口、EEPROM接口、電源接口、其餘接口等。圖2是AX88180的引腳分佈,表一、表2分別是RGMII和HOST接口的引腳功能簡介。

   

    

    4 系統原理

    AX88180有一個16／32位主機接口,可直接與嵌入式微處理器相連,主機能夠像操做SRAM同樣對其進行操做,主機給AX88180分配一個 64KB的存儲空間,其中0000H-7FFFH供數據接收使用,接收時AX88180發中斷給主機,主機讀取該地址將接收到的數據讀入系統內存,而後由 協議處理程序進行處理;8000H-FBFFH供發送數據使用,系統發送數據時,主機先將封包好的數據傳送到此地址,而後AX88180將數據發送到網絡 上。AX88180與PHY之間採用RGMII鏈接,千兆支持全雙工,10／100 Mb／s支持全雙工和半雙工模式。圖3爲系統組成的原理框圖。

    

    5 在高速數據採集系統中的應用

    5.1 硬件設計

    圖4爲嵌入式千兆網絡接口在高速數據採集系統中的一個應用電路。S3C2440A是16／32位RISC微處理器,主要面向手持設備以及高性價比、低功耗 應用,與AX88180之間採用總線方式相連,其地址總線、數據總線、讀寫信號等直接鏈接。AX88180的時鐘信號(40 MHz～100 MHz)由S3C2440A提供,AX88180的中斷信號與S3C2440A的EINT11相連：AX88180與PHY器件88E1111之間採用簡 化的千兆比特媒體獨立接口RGMII接口,信號之間直接鏈接。

     

    5.2 軟件設計

    程序主要由協議程序、驅動程序、應用程序等組成。協議程序能夠經過主機系統移植操做系統(如嵌入式Linux)得到;驅動程序主要由初始化程序、數據接收 發送程序、中斷服務程序等組成。有些驅動程序可從製造商得到,有些則須要用戶本身編寫。下面是驅動程序中寫PHY寄存器的程序代碼：

    

    6 結束語

    AX88180價格低廉,功能強大,目前還未發現同類產品。本文介紹了其內部結構、功能及原理。並給出了一種具體應用設計,對嵌入式系統高速接入網絡有很好的借鑑意義。