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2007-03-08 16:31:17
以太网接口芯片的设置
RTL8019AS的三种工作模式：
跳线模式：这种模式与早期的网络控制器兼容。RTL8019AS的端口基地址、中断口等都
由开关或跳线器（或者由CPU的通用IO口模拟跳线器）决定。跳线模式简单，但配置资源麻烦。
PnP模式：与微软的PnP协议兼容（play and plug），适于PC机模式。在这种模式下，RTL8019AS的端口基地址、中断口等都由EEPROM93C46设定，但需要进行PnP芯片的识别，不便与DSP接口。
RT模式：为了避免PnP模式下的PnP芯片识别和配置过程，readlted公司提供RT模式。
Boot程序存于BROM或Flash种。在RT模式下，RTL8019AS的端口基地址、中断口等也是由EEPROM93C46决定的。将SMEMR和SMEMW引脚接高电平，屏蔽了远程自举加载功能。
事实上，在嵌入式系统设计中，RTL8019AS固定于嵌入板上，而且单片机可以很方便的对其初始化和各种控制，因此可以使用跳线模式，但不用跳线器，也不用通用IO来模拟，直接把控制字写入各配置寄存器就可以了，如PAR，CONFIG等。当然config可以不设置，按默认就可以了：
IO起始地址：0x300（即范围：0x300～0x31f）
中断：int0
接口选择：10baseT
寄存器表（通过CR中的ps0，1来确定页：这种安排太对调试太恶劣了！！）
初始化时必须设置号RCR TCR DCR三个有关接收、传输、数据格式的寄存器。ISR和IMR实现中断功能。
注意：ISR寄存器不只和中断有关，当接收缓冲溢出时，如果不清ISR(写入FFH)，芯片将一直停止接收。在流量较大时溢出经常发生，此时不清ISR，就会导致网卡芯片死机。另外，有时一些无法识别的包或没有对该包作出应答包时，ISR的RST位也会置1，导致8019死机。原因不祥。所以最好在每次中断服务程序的结束处对ISR的RST位清零。
18H－1FH共8个地址，为复位端口。对该端口地址的读或者写入任何数，都会引起网卡的复位。
让人遗憾的是，勤研电子的板子，8019与ARM的地址连线错：8019A0—ARMA1，导致8019中的这些8位寄存器无法正常寻址，解决办法是用16位地址模拟，CR的地址：0x300，CLDA0：0x302，…，CNTR2：0x31e。这样写入是正确的，但在AXD中从0x06000300中读出的数页必须按16位理解，即奇数地址忽略掉。
以太网帧格式：
PR 同步位 用于收发双方的时钟同步 同时也指明了传输的速率 10M和100M 的时钟频率不一样 所以100M 网卡可以兼容10M 网卡 是56 位的二进制数101010101010.....
SD: 分隔位,表示下面跟着的是真正的数据,而不是同步时钟,为8位的10101011,跟同步位不同的是最后2位是11而不是10.
DA:目的地址,以太网的地址为48位(6个字节)二进制地址,表明该帧传输给哪个网卡.如果为FFFFFFFFFFFF,则是广播地址,广播地址的数据可以被任何网卡接收到.
SA:源地址,48 位,表明该帧的数据是哪个网卡发的,即发送端的网卡地址,同样是6个字节.
TYPE 类型字段 表明该帧的数据是什么类型的数据 不同的协议的类型字段不同 如 0800H 表示数据为IP 包 0806H 表示数据为ARP包 814CH 是SNMP包,8137H 为IPX/SPX 包 小于0600H 的值是用于IEEE802 的 表示数据包的长度
DATA 数据段 该段数据不能超过1500 字节 因为以太网规定整个传输包的最大长度不能超过1514字节 14 字节为DA SA TYPE
RTL8019AS是ISA总线式网卡，速率为10M。
NIC帧格式（位于16KSRAM种的接受和待发送的帧结构）
值得注意的是，收到的数据包格式并不是802.3帧的真子集，而是如下图所示。明显地，8019自动添加了“接收状态、下一页指针、以太网帧长度(以字节为单位)”三个数据成员(共4字节)。这些数据成员的引入方便了驱动程序的设计，体现了软硬件互相配合协同工作的设计思路。当然，发送数据包的格式是802.3帧的真子集，如图3所示。
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RTL8019AS接收帧结构，不为Enthernet的真子集 | ||||||||
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接收状态 |
下一页指针 |
以太网帧长度 |
目的IP地址DA |
源IP地址SA |
类型TYPE |
数据域DATA |
填充PAD |
校验CRC |
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8bits |
8bits |
16bits |
48bits |
48bits |
16bits |
<=1500B |
可选 |
32bits |
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RTL8019AS发送帧结构，为Enthernet的真子集 | ||||||||
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以太网帧长度 |
目的IP地址DA |
源IP地址SA |
类型TYPE |
数据域DATA |
填充PAD |
校验CRC |
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16bits |
48bits |
48bits |
16bits |
<=1500B |
可选 |
32bits |
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16k的SRAM地址：0x4000～0x7fff，对应页地址：0x40～0x7f（每页256B），其地址与IO（寄存器）、EEPROM、BROM的地址是分开的，具体的我也不清楚。
8019有两个DMA：Local DMA和Remote DMA，分别位于双端口SRAM的两边，64页SRAM分为两步分：58页的Rx buffer和6页的Tx buffer（6页为1536Byte，恰可容那一个Tx或Rx的NIC以太帧，其最大长度为1500B）。Local DMA完成NIC到SRAM的数据传输，它是8019自动完成的，无需Host干预；Remot DMA完成SRAM到Host RAM的数据传送，需要host干预，即通过相关的有关传输数据起始、长度的寄存器的设定，并通过Read、write等命令（位于CR寄存器）来完成传输。16KSRAM不能直接寻址，只有通过0x10～0x1f的寄存器来实现数据传输。主机设置好远端DMA开始地址(RSAR0,1)和远端DMA数据字节数 (RBCR0,1)，并在CR中设置读/写，就可以从远端DMA口寄存器里读出芯片RAM里的数据/把数据写入芯片RAM。
接收缓冲区构成一个循环FIFO队列，PSTART、PSTOP两个寄存器限定了循环队列的开始和结束页，CURR为写入指针，受芯片控制，BNRY为读出指针，由主机程序控制。根据CURR==BNRY+1?可以判断是否收到新的数据包，新收到的数据包按Rx NIC格式存于以CURR指出的地址为首址的RAM中。当CURR==BNRY时芯片停止接收数据包。
注意：很多时候一个网间通信连接（一对通信进程）往往使用不同的端口号，如TFTP的目标端口号：69，但源端口号可以不是（本程序是1124）。
网络字节顺序。其独立于两端的主机的字节顺序。ARM、Windows均使用little Endian格式；SUN则使用big endian格式。“互联网联网标准”要求采用“网络字节顺序”为Big Endian。对于4Byte的字和2Byte 的半字在通信协议程序实现的两端都必须进行字节顺序的转换，否则协议无法识别。对于以Byte为单位的数据则无所谓。本程序使用函数：Swap_Word()和Swap_HalfWord()来实现顺序转换功能。转换是可逆的。
校验和的计算。
IP头部的校验和计算：16字节对齐，check＝0，对每个16位二进制数反码求和（也可先求和再取反，只是要注意16位溢出后的处理，见CheckSum（）函数），结果放在check字段中；接收时对头部再进行相同的计算，结果应为全1，否则IP头出错。注意在上述算法中，IP头时网络字节顺序。
UDP头部的校验和计算：不仅包含了UDP头，还有一个12Bytes的伪头部，包含一些IP包的信息（见NetConfig.h中的定义）。UDP头中的check字段式两步分校验和之和，算法依然是反码求和。接收时对头部再进行相同的计算，结果应为全1，否则UDP头出错。另外，UDP的校验和是个可选项，也可以不进行校验和计算，此时check＝0；接收时也应该做相应的判断。
TCP头部的校验和计算：和UDP头的计算完全相同，也需要一个12Bytes的伪头部。有点区别是TCP头部计算是个强制项，不能设伪零。
本程序的功能：实现IP层管理（即用ICMP）的ping命令的支持；实现简单文件传输（TFTP）。TCP/IP协议处理流程图如下：
TCP/IP协议栈设计
在C中用struct定义各协议的枕头和分组，详细的设计参见NetConfig.h文件；
在Host RAM中开辟一个以太分组的Buffer（能容纳一个以太分组就可以了）；
分组封装：高层—>四层—>三层—>二层（以太）—>NIC，解包反之，使用指针通过共享存储空间来实现参数传递；
ARP分组格式：
协议类型：ARP：0x0806，IP：0x0800；
IP分组格式：
IP头采用标准的20Byte结构；
TOS通常不使用，即置零；
16位的标志用于区分不同的IP包，从1计数至65536，循环往复；
IP包通常不进行分片，16位偏移置零，IP分组长度不大于以太帧最大长度就可以了（1500Byte）；
TTL通常设为128；
8位协议：ICMP:1 TCP:6 UDP:17；
