摘要：文中在HEROS嵌入式操作系統(tǒng)" title="嵌入式操作系統(tǒng)" target="_blank">嵌入式操作系統(tǒng)中，利用開放源代碼的TCP／IP協(xié)議棧,，在MICREL芯片組成的網(wǎng)卡架構的基礎上,，詳細描述了添加網(wǎng)卡底層驅動程序的步驟，探討并實現(xiàn)了驅動程序的開發(fā),。
關鍵詞：網(wǎng)卡驅動,；嵌入式操作系統(tǒng)；MICREL
目前隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,，越來越多的電子設備已經(jīng)將網(wǎng)絡接入功能作為其默認配置,，以實現(xiàn)設備的遠程監(jiān)控和信息分布式處理。TCP／IP協(xié)議棧在很多應用中已經(jīng)證明了其穩(wěn)定性,，所以在實際應用中主要解決移植和編寫網(wǎng)卡的底層驅動程序的問題,，本文討論的是MICREL網(wǎng)卡驅動在HEROS系統(tǒng)中的實現(xiàn)，該款芯片為8851,，有兩個完全獨立的網(wǎng)卡電路實現(xiàn),。
1 網(wǎng)卡與HEROS概述
網(wǎng)卡驅動完成的工作是正常發(fā)送以及接收網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包。Micrel網(wǎng)卡驅動程序對于操作系統(tǒng)而言是一組子程序,，它屏蔽了底層的硬件處理細節(jié),，同時向上層軟件提供接口。驅動程序將要發(fā)送的數(shù)據(jù)包按指定格式寫入芯片并啟動發(fā)送命令,，然后Micrel網(wǎng)卡內部處理單元會自動把數(shù)據(jù)包轉換成物理幀格式在物理信道上傳輸,。反之，Micrel網(wǎng)卡收到物理信號后將其還原成數(shù)據(jù),，按指定格式存放在芯片緩沖區(qū)中以便主機程序取用,。
由于Micrel網(wǎng)卡在HEROS系統(tǒng)中的設計采用的是外擴設計，所以圖1中Micrel網(wǎng)卡模塊的位置相應地就位于HEROS操作系統(tǒng)以外,，以體現(xiàn)其外擴特性,。
2 硬件設計
2．1 網(wǎng)卡硬件特點
KSZ8851整合了一個快速以太網(wǎng)MAC／PHY與一個8／16／32位的普通主機處理器接口和SPI接口,。該設備擁有在RXQ和TXQ之間進行共享的18KB內部緩沖存儲器。該緩沖存儲器在接收隊列的緩存容量是12KB,，而在發(fā)送隊列則是6KB,。憑借引腳與麥瑞半導體現(xiàn)有的KSZ8841MQL和KSZ8842MQL系列兼容，該設備可提供80Mbps或更高的性能,。該解決方案支持大端(Big—Endian)和小端(Little—Endian)處理器,，還支持IPv4／IPv6 checksum生成與校驗。這些功能大大減少了對CPU的使用,，并提高了系統(tǒng)整體性能。通過能量檢測模式,、可編程的3．3V／2．5V／1．8V IO選項以及一個零下40攝氏度至85攝氏度的工作溫度范圍,，KSZ8851還為設計師提供了更強的功率管理功能。最后,，該設備以多種封裝形式推出,，包括128引腳PQFP封裝、48引腳LQFP封裝和32引腳QFN封裝,。
2．2 網(wǎng)卡初始化
為正常使用網(wǎng)卡收發(fā)數(shù)據(jù)功能,，首先需要對Micrel網(wǎng)卡進行初始化。初始化工作應在網(wǎng)卡正常工作前完畢,，所以應在HEROS系統(tǒng)初始化過程中一并完成Micrel網(wǎng)卡的初始化工作,。下面這個函數(shù)是寫命令用的：
2．3 發(fā)送處理函數(shù)
首先，在網(wǎng)卡初始化時,，就需要設置一些有關發(fā)送數(shù)據(jù)的發(fā)送寄存器,，然后，網(wǎng)卡才能正常發(fā)送數(shù)據(jù),。Mierel網(wǎng)卡發(fā)送寄存器的初始化框圖如圖2所示,。
在網(wǎng)卡發(fā)送模式正確初始化后，即可進行數(shù)據(jù)發(fā)送操作,。首先用戶層發(fā)出發(fā)送數(shù)據(jù)的請求,，然后該請求通過HEROS系統(tǒng)協(xié)議棧發(fā)給MICREL網(wǎng)卡驅動層，最后發(fā)出數(shù)據(jù),。發(fā)送前要注意：
(1)此時該網(wǎng)卡沒有在接收數(shù)據(jù)包,，否則會引起時序混亂，導致網(wǎng)卡最后失效,，所以在發(fā)送的時候要去判斷信號量micrel_int_1_flag是否為0,，如果為0，則可以發(fā)送,，為1則表明此時正在接收數(shù)據(jù)包,，不可以發(fā)送,。
(2)發(fā)送長度要以四個字節(jié)對齊。GET_4BYTES_AUGNMENT(uOrgPktLen,，&len),；
實際發(fā)送長度為len。
2．4 接收處理函數(shù)
Micrel網(wǎng)卡接收寄存器的初始化框圖如圖3所示,。在網(wǎng)卡接收模式正確初始化后,，即可進行數(shù)據(jù)接收操作。首先用戶層發(fā)出接收數(shù)據(jù)的請求,，然后該請求通過HEROS系統(tǒng)協(xié)議棧發(fā)給MICREL網(wǎng)卡驅動層,，最后接收數(shù)據(jù)。接收時需注意：
(1)首先要從幀頭中獲取幀長度byte_count,，最大為1518,，并且必須把byte_count按4個字節(jié)對齊；
(2)其次要將Micrel芯片的接收中斷關閉,，接收完畢后,，再打開接收中斷。
(3)注意幀開始的2個字節(jié)和最后4個字節(jié)不要讀到接收緩沖區(qū),。
3 結束語
本文介紹了以HEROS為核心,、KS8851作為網(wǎng)絡接口芯片的終端接口，通過TCP／IP協(xié)議棧與本文討論的網(wǎng)卡驅動,，用ping ip地址命令可以得到ICMP reply響應,。MICREL芯片具有性價比高、連接方便等特點,，是進行嵌入式以太網(wǎng)終端設計時的主要控制芯片之一,。