原创 DE2开发板:NiosII+LWIP环境下DM9000A的驱动程序分析(web_server.c)

2008-6-8 10:03 8574 5 7 分类: FPGA/CPLD

在DE2的开发板上,利用NiosII软核与LWIP,可以实现web服务。Terasic公司提供的DE2_WEB_SERVER DEMO提供了一个很好的范本,可以作为很好的研究对象。NIOS IDE提供了Lan91C11的驱动,对于其他以太网接口芯片没有提供相应的驱动。而DE2开发板提供了DM9000A的驱动,为我们研究NIOS系统中Avalon外部设备的驱动编程提供了有益的参考。


首先需要关注LWIP提供的几个重要的结构体: 


//netif结构体作为LWIP中网络接口的基础数据类型,描述了网络接口的基本属性以及输入、输出函数



struct netif {
  /** pointer to next in linked list */
  struct netif *next;

  /** IP address configuration in network byte order */
  struct ip_addr ip_addr;
  struct ip_addr netmask;
  struct ip_addr gw;


  err_t (* input)(struct pbuf *p, struct netif *inp);
  err_t (* output)(struct netif *netif, struct pbuf *p, struct ip_addr *ipaddr);
  err_t (* linkoutput)(struct netif *netif, struct pbuf *p);
  void *state;
#if LWIP_DHCP
  /** the DHCP client state information for this netif */
  struct dhcp *dhcp;
#endif
  /** number of bytes used in hwaddr */
  unsigned char hwaddr_len;
  /** link level hardware address of this interface */
  unsigned char hwaddr[NETIF_MAX_HWADDR_LEN];
  /** maximum transfer unit (in bytes) */
  u16_t mtu;
  /** flags (see NETIF_FLAG_ above) */
  u8_t flags;
  /** link type */
  u8_t link_type;
  /** descriptive abbreviation */
  char name[2];
  /** number of this interface */
  u8_t num;
};



//alt_lwip_dev结构体描述了符合LWIP规范的网络端口设备



struct alt_lwip_dev
{
  /* The netif pointer MUST be the first element in the structure */
  struct netif*     netif; 
  const char*      name;
  err_t (*init_routine)(struct netif*);      //初始化函数
  void (*rx_routine)();                              //数据接收函数
};


//alt_lwip_dev_list:设备链表




typedef struct 
{
  alt_llist     llist;     /* for internal use */
  alt_lwip_dev  dev;
}alt_lwip_dev_list;
typedef struct alt_llist_s alt_llist;


struct alt_llist_s {
  alt_llist* next;     /* Pointer to the next element in the list. */
  alt_llist* previous; /* Pointer to the previous element in the list. */
};



在LWIP定义的这些结构体类型的基础上,DE2_WEB_SERVER定义了针对DM9000网络接口的一个结构体



alt_avalon_dm9k_if:
// dm9k private date structure
typedef struct
{
 alt_lwip_dev_list   lwip_dev_list;   //与之关联的设备链表
 int base_addr;                                   //寄存器的基地址
 int irq;                                                  //中断编号
 u_char hwaddr[6];                            //MAC地址
 int index_offset;                 
 int data_offset;
 int dm9k_tx_space;
 int dm9k_linked;
 sys_sem_t arp_semaphore;
 sys_sem_t tx_semaphore;
} alt_avalon_dm9k_if;

有了这个结构体,DM9000的寄存器读写操作开始与LWIP的工作机制发生了联系。


我们来看包含main()函数的主程序文件web_server.c,在包含相应的头文件之后,最重要的一个宏命令出现了:
ALTERA_AVALON_DM9K_INSTANCE(DM9000A, dm9k);
这个宏的定义十分晦涩难懂:



#define ALTERA_AVALON_DM9K_INSTANCE(name, dev) \
alt_avalon_dm9k_if dev = \
{\
  {\
    ALT_LLIST_ENTRY,\
    {\
      0,\
      name##_NAME,\
      alt_avalon_dm9k_init, \          //初始化子程序
      alt_avalon_dm9k_rx,\             //接收子程序
    },\
  },\
  name##_BASE, \
  name##_IRQ,\
  { 0x00, 0x90, 0x00, 0xAE, 0x00, 0x01}, \
  0, 1, 2\
}

例化之后,相当于定义了一个alt_avalon_dm9k_if类型的变量dm9k。dm9k的属性包括:
dm9k. lwip_dev_list =
{
  ALT_LLIST_ENTRY,   //对应的dm9k. lwip_dev_list.llist
  {
     dm9k. lwip_dev_list.dev. netif  = NULL;
     dm9k. lwip_dev_list.dev. name = DM9000A_NAME;
     dm9k. lwip_dev_list.dev. init_routine = alt_avalon_dm9k_init;
     dm9k. lwip_dev_list.dev. rx_routine = alt_avalon_dm9k_rx;
   }
}
dm9k. base_addr= DM9000A_BASE;
dm9k. irq= DM9000A_IRQ;
dm9k. hwaddr[6] = { 0x00, 0x90, 0x00, 0xAE, 0x00, 0x01};
//...

而tcpip_init_done函数中的一个宏则使得dm9k开始担当起底层网络接口通信的重任。



static void tcpip_init_done(void *arg)
{
  ALTERA_AVALON_DM9K_INIT(dm9k);
  //...
}

这个ALTERA_AVALON_DM9K_INIT是如此定义的:
#define ALTERA_AVALON_DM9K_INIT(dev) alt_lwip_dev_reg(dev)
而alt_lwip_dev_reg是LWIP中定义的一个设备注册的宏:
#define alt_lwip_dev_reg(dev) alt_llist_insert(&alt_lwip_device_list, &dev.lwip_dev_list.llist)

再看看下面这个全局变量的定义,一切疑惑终于烟消云散了:
extern alt_llist alt_lwip_device_list;


总的思路应该是这样的:LWIP定义了一个全局变量alt_lwip_device_list,所有LWIP提供的API均可以对这一变量进行操作。而DM9000通过ALTERA_AVALON_DM9K_INSTANCE宏指令将DM9000作为alt_lwip_device_list中的一个alt_lwip_dev(实际上就是唯一的一个alt_lwip_dev),使得LWIP的API函数的操作将转换为对DM9000的寄存器读写操作。

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文章评论2条评论)

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用户795576 2011-4-2 11:04

NO.1 问:当包损失发生的问题,首先检查吗?     答:1。首先,请检查封包遗失,如果它是来自FIFO溢出  a、设置REG_05H。[4]= 0    b、REG_FFH 。[2]= 1    c、检查REG_FEH之REG_07H。[2]或[6:0]。   2。如果封包遗失,请从FIFO发生溢流量控制功能(环节实行合伙人也需要支持和执行流程控制功能)。    a、设置PHY_REG_04。[10]= 1    b、REG_09H = 0x38(请参阅数据)。    c、REG_0AH = 0x29     NO.2  问:当我们使用DM9000A,我们需要增加一个外部2.5V为CT pin 的磁场(变压器)吗      答:不,还有一个稳压电源,2.5V DM9000A 3.3V中,你可以使用这个AVDD25(Pin2和pin9直接连接的DM9000A)和CT销的Megnetic(变压器)。      NO.3 问:DM9000A使用8位模式是正常的,但一些错误的发生with16位模式。      答:请检查CMD pin的DM9000A连接到A2单片机一. 然后检查A0单片机是否适用于16位方式。如果A0是无济于事的16位模式、I / O基地的地址需要修改,2位.Show从4bit像下面的例子      0X0300/0X0304(使用A0)————————————————> 0x0300/0x0302(不使用A0)。      NO.4 问:ISR(FEH)Bit0将成为1(活跃/公关)吗?      答:是的      NO.5 问:将智力销活跃吗?      答:是的      NO.6 问:将所有的数据保存在RX缓存?      答:是的      NO.7 问:13Kbyte(RX缓存的大小是13312byte).如果用户需要接受超过2048byte包,Bit6:TJDIS ofTCR(02H)必须设置为1。      答:请把软(05H)bit6 = 1能收到超过2048字节(2k)数据的包。      NO.8 问:TX 缓存的大小是3Kbyte(3072byte).如果用户需要发送多于有2048字节(2K字节)包,Bit6:WTDIS软(06H),必须设置为1。    答:请把TCR设为(02H)Bit6 = 1,它能传递更多比有2048字节(2K字节)式的 有相关技术问题可与我探讨QQ 1052710806 15814419344

用户164143 2008-8-21 22:16

楼主可不可以发一份Terasic公司的DE2_WEB_SERVER DEMO给小弟? yao_ye_peng@163.com 小弟不胜感激。

用户1315087 2008-3-21 11:38

你好,你有没有在做串口模块呀?我现在需要这个单片机和一个串口模块!
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