作者:strguo 文章来源:本站原创 点击数: 更新时间:2004-12-5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
前言:本人因工作需要,首次接触到了ARM单片机,但因无人指导,走了不少弯路。下面这些笔记是我在一个多月的学习过程中总结的一点心得(可能比较乱,工作忙,没时间整理,各位朋友莫怪!),现在发到网上,与各位网友共享,希望对大家有点小小的帮助。本人购买的是上海勤研电子提供的ARM实验板,使用三星的S3C44B0X芯片,我在学习过程写的一些程序也参考了他们随板提供的一些源代码,特此致谢!<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" /> 关于ARM和嵌入式我仍是个新手,下面的东东有些可能是错的。因此仅供参考!!并希望网友给予指正。也欢迎各位网友来信共同交流。 本人信箱:strguo@sina.com
系统初始化流程如下: 禁止看门狗——》在中断控制器中屏蔽所有中断——》系统时钟设置——》初始化端口——》DMA设置——》cashe和总线设置——》存储器设置,初始化SDRAM——》初始化堆栈——》设置IRQ和FIQ的入口——》地址重映射
通常系统初始化有两个阶段组成,分别为汇编和C写成。汇编应尽量简单一些,把更多的任务交给C来做,这样可增加整个程序的可读性和灵活性。必须由汇编来完成的任务有:异常中断向量表的设置、IRQ向量表(向量模式)或ISR初始化(非向量模式)、二级ISR地址表的定义、Flash和SDRAM的设置(否则系统无法加载代码)、堆栈设置和模式切换、拷贝RW和ZI代码、设置系统时钟等。而端口初始化、cashe和总线的设置、DMA配置以及其它控制器如LCD、UART、SIO、IP等可以在C中第二阶段初始化程序完成,另外也可以继续更改时钟或存储器配置等。下面是几个关键步骤配置的注意事项。
看门狗设置 watch dog即可以作为普通的timer以产生周期性的中断,也可以周期性的产生reset信号(如果每隔一定时间不被清除的话),以防治程序跑飞。
系统时钟的初始化: 至少设置三个寄存器:LOCKTIME,PLLCON,LOCKCON。 LOCKTIME,地址0x01D8000C。用于指定PLL的初始化时间,在PLL初始化时,系统时钟为晶振输入或外部时钟直接提供,即MCLK=Fin;初始化完成后,切换,MCLK=Fout。初始值为0xfff=4095个输入时钟周期。一般将其设为初始值。 PLLCON,,地址0x01D80000。设置MDIV,PDIV,SDIV三个值,用于确定Fout和Fin的频率分配比值:Fout = (m * Fin) / (p * 2s),其中 m = (MDIV + 8), p = (PDIV + 2), s = SDIV 典型的几个值如下:
CLKCON,地址0x01D80004。用于设置是否向外设提供时钟,一般设为默认值0x7ff8,即所有外设提供时钟。
存储器初始化(尤其是SDRAM): ARM7TDMI的地址映射如下: (在ARM体制中,所有的各种内、外存储器,外设,寄存器,cashe,write buffer,通用IO口等全都采用统一编址) <?xml:namespace prefix = v ns = "urn:schemas-microsoft-com:vml" /> 注:0x10000000~0x100047f0为内部cashe/sram 及其Tag和LRU的地址。
BANK0~BANK5为ROM/SRAM/FLASH, BANK6~BANK7为SDRAM/ROM/SRAM/FLASH 要设置的寄存器如下: BWSCON:BANK0~BANK7的UB/LB使能、Wait信号使能、数据线宽度; BANKCON0~BANKCON5:各bank(flash或Sram)的访问时序控制。flash或Sram主要参数如下所示: Tacs [14:13] Address set-up before nGCSn Tcos [12:11] Chip selection set-up nOE Tacc [10:8] Access cycle Toch [7:6] Chip selection hold on nOE Tcah [5:4] Address holding time after nGCSn Tpac [3:2] Page mode access cycle @ Page mode PMC [1:0] Page mode configuration 不同厂家、性能、速度的器件设置有所不同。 BANKCON6~BANKCON7:主要用于SDRAM,当然也可以是Flash或SRAM。SDRAM的时序控制稍微复杂,还有: Trcd [3:2] RAS to CAS delay SCAN [1:0] Column address number 当然也可用于DRAM。
REFRESH 地址: 0x01C80024,DRAM/SDRAM的更新控制寄存器; MRSRB6 ~MRSRB7:DRAM/SDRAM的模式控制寄存器,这个寄存器在系统初始时,即SDRAM使用前必须被有效地的设置。 这几个寄存器的设置比较复杂,应仔细阅读Samsang(page168)的数据手册和相关存储器的资料。 一个典型的配置如下: ldr r0, =SMRDATA ldmia r0, {r1-r13} ldr r0, =0x01c80000 ; BWSCON Address stmia r0, {r1-r13} SMRDATA DATA DCD 0x11222220 ; BWSCON Bank0=OM[1:0],8bits宽 Bank1~Bank5=32bit,Bank6~Bank=16bit,不使用UB/LB信号,WAIT disable; 使用little Endian存储格式 DCD 0x000056A8; GCS0 :Tacs=2clk;Tcos=2clk;Tacc=10clk; Toch=2clk;Tcah=2clk;Tpac=4clk;PMC=normal(1data) DCD 0x00000700 ; GCS1 除了Access cycle为14个clk外,其它均为0clk DCD 0x00000700 ; GCS2 DCD 0x00000700 ; GCS3 DCD 0x00000700 ; GCS4 DCD 0x00000700 ; GCS5 DCD 0x00018005 ; GCS6, SDRAM;RAS to CAS delay 2 clk;Column address number:9bits DCD 0x0001002a ; GCS7, EDO DRAM(Trcd=3, Tcas="2", Tcp="1", CAN="10bit") DCD 0x00870441 ; Refresh enable;Auto Refresh; Trp="3", Trc="5", Tchr="3"; 刷新计数:1019 DCD 0x17 ; SCLK power down mode enable;Bank6&7 Size, 16MB/16MB DCD 0x20 ; MRSR 6:CAS Latency="2clk";burst type为线性(不支持交织访问); burst number:1bit(不支持促发读写) DCD 0x20 ; MRSR 7(CL=2)
注:三星的实验板中在nGCS0外接Flash,型号为SST39VF160,其datasheet中有其读写时序的详细说明和各种时间值的最大或最小值,但均以ns为单位,且各时间值的名称也与寄存器的要求不完全相同。要使Flash达到最优设置,必须读懂其时序并按其推荐值设置寄存器。显然这并不是件容易的事情。在本次实验板的boot程序中,其各时序值均是最大值给出。参见memcfg.h文件。 三星的实验板中在nGCS6外接SDRAM,型号为IC42S16800-7T,(4096ROW*512COLUM*4Bank*16bits=128Mbits=16MB) 由上面的例子可以看出需要设置的参数为:1.Banksize,UB/LB,WAITenable/disable,large/little Endian; 2.RAS to CAS delay, Column address number; 3.Refresh enable/disable,Auto/self refresh, SDRAM RAS pre-charge Time, SDRAM RC minimum Time, Refresh Counter; 4.power down mode,banksize; 4.CAS Latency,burst type,burst number。
Refresh counter的设置:Refresh period = (211-refresh_count+1)/MCLK Ex) If refresh period is 16 us and MCLK is 60 MHz, the refresh count is as follows; refresh_count = 211 + 1 - 60x16 = 1089
上面的例子只是对Flash和SDRAM的一个经验设置值,可能不是最优的。最优设置还必须参考器件的数据手册。尤其是对于SDRAM的RAS to CAS delay、SDRAM RAS pre-charge Time、SDRAM RC minimum Time三个时序值。
特别注意:在线调试阶段,在AXD软件中必须引入对SDRAM初始化的seesion文件或ini文件,或者在command interface中敲入所需的配置命令(在load image之前完成),并且最后注释掉reset汇编程序中的初始化SDRAM的命令。否则程序就可能跑飞。而生成要下载的flash程序代码时,则系统reset时就必须完成此功能。
端口初始化 ARM的大部分信号在同一端口是功能复用的。为此初始化时必须指定各PA~PG口的各管脚的功能。在实验板根据外围器件的选择对各端口做如下配置: PA(10bits):全部用作高端地址线;PCONA=0x3ff PB(11bits):全部用作存储器控制信号;PCONB=0x7ff PC(16bits):4~7用于LCD的VD4~VD7;12,13用于UART的TXD1,RXD1(注意:这里的UART没有使用CTS、RTS信号,只用了TX、RX);其它全部用于通用IO口,GPC0~3用于IIS;GPC10和14用于NAND Flash;GPC15用于USB Device;GPC8、9用于LCD;GPC11暂时没用。PCONC=0x5f55ff55.(这里假定IO口全为output,实际应用时再确认一下是In或是out) PD(8bits):全部用于LCD的控制信号。PCOND=0xaaaa。 PE(9bits):8用于Endian,确定存储器格式;1,2分别为TXD0,RXD0;0,3~7用于通用IO口(暂定output),PE3用于蜂鸣器;PE4~7用于LED显示。PCONE=0x05569。 PF(9bits):0、1用于IIC总线的SCK、SDA信号;其它均为通用IO口(暂定output),其中GPF2~4用于IDE,GPF5~8用于触摸屏。PCONF=0x09255a。 PG(8bits):全部用于外部中断EXINT0~7。PCONG=0xffff。 注意:上述端口分配是S3C44b0x测试板(勤研电子)的分配情况。
另外还有下面几个寄存器需要设置: 上拉电阻寄存器,包括一些端口和数据线; EXTIN:设置8个外中断的触发方式,low,high,rising or falling edge等。 EXTINTPND:中断待处理寄存器,用于解决EXTINT4~7共享一个中断源的问题。
Cache&Bus设置 通过内部寄存器可以设置cashe mode(cashe和sram),write buffer,non-cashable area,以及bus的优先级等。 通常,在一般的用户程序中不使用cashe(即全部用作Sram),禁用write buffer,bus优先级选择默认就可以了,即1. DRAM refresh controller-2. LCD_DMA-3. ZDMA0,1-4. BDMA0,1-5. External bus master-6. Write buffer-7. Cache & CPU。 只配置一下SYSCFG:0x0。
DMA配置 ZDMA在系统总线上,完成系统总线上器件的数据传送,如存储器。BDMA也有2个,桥接系统总线和外设总线,即可以完成分别位于两条总线上的器件的数据传送,也可完成外设总线上器件如SIO、UART、TIMER等之间数据传送。 DMA的四种数据传送方式。 DMA的触发选择:XDREQ/XDACK、S/W、H/W等。 一般地,DMA的初始化只需完成BDMA的目标地址寄存器的初始化:BDIDES0,1=0x40000000,即传送方向为内部存储器到外设,初始目的地址:0x0。
中断寄存器的配置和中断向量表的设计 中断有两种IRQ和FIQ,后者优先级高于前者。另外,ARM系统还做了些特殊安排以使FIQ有更快的响应速度,如FIQ的ISR可以直接放在0x1c(紧跟FIQ)开始的地址单元中,免去了跳转;属于FIQ的中断向量表可常驻cashe;FIQ较IRQ有更多的物理寄存器等。通常在简单的用户程序中,可以不使用FIQ,所有中断都设为IRQ(默认情况)。 ARM7有30个中断源,实际使用25个。其优先级如下所示:
一些重要的中断设置寄存器如下: INTCON 0x01E00000 :中断控制。指定IRQ是否采用向量模式(一般采用非向量模式,这也是默认值)。指定CPU是否响应IRQ和FIQ。 INTPND:只读。指定中断源是否有中断请求,可以同时有多个中断请求。当对应的ISR结束时,通过向I_ISPC和F-ISPC写1来清除INTPND中对应的比特位,否则该中断将连续执行。 INTMSK:各中断源是否屏蔽。初始值时屏蔽。 INTMOD:指定各中断源是IRQ或FIQ,默认值全为IRQ。 I_PSLV: 0x01E00010 R/W IRQ priority of slave register 0x1b1b1b1b I_PMST: 0x01E00014 R/W IRQ priority of master register 0x00001f1b I_CSLV: 0x01E00018 R Current IRQ priority of slave register 0x1b1b1b1b I_CMST: 0x01E0001C R Current IRQ priority of master register 0x0000xx1b I_ISPR: 0x01E00020 R IRQ interrupt service pending register I_ISPC: 0x01E00024 W IRQ interrupt service clear register F_ISPC: 0x01E00024 W FIQ interrupt service clear register 优先级取默认值就可以了。 ISPR只读,指示当前被响应的中断源,没有或只有一个被响应,尽管此时INTPND中可能有几个中断请求。ISR结束时,通过向ISPC对应位写1来清除ISPR中的对应位。 在ARM7TDMI中,中断向量表的设置有两种模式:向量模式和非向量模式。前者只适于全IRQ的设置。采用非向量模式时,通过分析ISPR(发生中断时,其中只有一个位为1,其它全为0)找到要执行的ISR的入口地址。在向量模式中,当发生IRQ时,CPU自动产生跳转地址,如同异常中断的使用。各IRQ的一级ISR的跳转地址如下: 中断有异常中断(如:Dabort、Pabort、Undef等)和IRQ或FIQ两种。下面以向量模式下的IRQ为例介绍一下中断设置。 过程如下:IRQ中断向量表设置——>写一级ISR——>分配二级ISR的入口地址表——>写二级ISR——>把二级ISR的入口地址放到二级ISR的入口地址表中。这样在开中断的情况下,一个ISR就可以正常执行了。一个ISR的执行过程如下。 首先要在系统初始化时开中断:INTMSK各中断位清零且INTCON的IRQ位清零(使能)且CPSR的I比特清零(使能),缺一不可。中断发生时,首先由模式SYS或User切换至IRQ,同时完成现场保护(工作指针入栈、保存CPSR、PC->LR),然后PC直接跳到IRQ中断向量表的相应地址(一级ISR的入口),紧接着跳到一级ISR并执行;一级ISR通常由汇编写成,仅完成一个跳转任务(有时也看一下寄存器ISPR,判断该中断是否被错误触发,如果错误将直接返回),即从二级ISR的入口地址表中找到相应中断的入口地址,其间工作现场没有变化。二级ISR通常由c语言写成,中断的真正的响应程序就在此处。ISR结束时,要对INTMSK中的pending比特清零(通过置位ISPR中相应比特),否则将连续响应该中断。然后CPU自动切换至中断前的工作模式,并恢复现场。
在C语言中关键字”__irq”的作用:当ISR定义时有此关键字,则ISR结束后CPU自动从栈中恢复中断前模式的LR,并把它赋值给PC,完成ISR的正常返回。如果无此关键字,则CPU只能返回到二级ISR前的中断状态,此时仍为IRQ工作模式。当然也能够继续执行用户程序,只是工作模式不对,此模式下再不能响应其它IRQ中断。 事实上,CPU响应中断并执行ISR相当于一个程序调用过程。用户程序不必干预CPU的模式切换、现场保护、程序返回。
中断向量表的设置。一级中断向量表紧跟异常中断向量表,位于0x20~0xc0。只读。由于S3C44b0x没有MMU和地址映射功能,该中断向量表必须和异常中断向量表一起固化到系统地址空间的0x0处,即Flash的起始处。在线调试阶段也必须保证该表存在于Flash中。二级ISR的地址表一般位于RAM空间的最后256个字节处,紧跟在堆栈后,在汇编语言中由MAP语句创建(8个异常中断和25个IRQ,共33×4=132Byte),可读写。同时在c中定义一组指向相同地址空间的无符号型指针,当然指针名称必须和汇编中的定义相同。这样在C中的ISR初始化程序中,可直接把二级ISR的入口放到地址表中。如:pISR_EINT0=(unsigned)Isr_Eint0; pISR_EINT0为地址表中的指针,而Isr_Eint0为ISR的名称,也是其入口地址。二级ISR地址表和一级表不同的是,其各中断的顺序可任定,但必须保证汇编和C中的定义一致。 对于非向量模式,不使用IRQ中断向量表,但二级ISR地址表的设置是相同的。在本测试程序中boot.s同时包含了两种格式的设置,只要设置好INTCON中的mode比特,两种模式都可以用。注意非向量模式,在汇编中要设置IRQ和FIQ的入口地址。因为在非向量模式要靠IsrIRQ和IsrFIQ来定位响应的中断源位置。 另外,为了保证开中断后,程序不至于跑飞,最好编写所有的IRQ 的ISR,该ISR可以是个空函数,确保能正常返回就行了。
堆栈初始化和工作模式的切换 ARM7TDMI有7种工作模式,要用到6个stack,其中SYS和User共用一个Stack。堆栈设置采用流行的FD模式(full decresment)。通常放在RAM空间的次最高段(最高的256B为ISR的地址表),在16M的SDRAM中,各stack设置如下: 0x0cff_f000~0x0cff_fa00: Uers and SYS stack,2560B,够大了。 0x0cff_fa01~0x0cff_fb00: SVC stack, 256B; 0x0cff_fb01~0x0cff_fc00: Undef stack, 256B; 0x0cff_fc01~0x0cff_fd00: Abort stack, 256B; 0x0cff_fd01~0x0cff_fe00: IRQ stack, 256B; 0x0cff_fe01~0x0cff_ff00: FIQ stack, 256B; 0x0cff_ff01~0x0cff_ffff: ISR地址表, 256B;
CPU的模式切换通常由异常中断产生,或者在SVC或SYS模式下完成。User模式中用户程序不能改变工作模式(除了应用异常中断,如SWI),当然也不能改变CPSR的值(也就不能开关中断了!)。通常如果不用嵌入式OS,单任务的用户程序工作在SYS或SVC模式下更好一些,这样可以更方便的使用硬件资源。如果使用SVC模式,甚至可以不设置SYS and User stack。 系统加电重起时,首先进入SVC模式,完成初始化,在调用C的main函数之前再切换到SYS或User模式。因此可以把堆栈初始化放到最后执行,并最后设置SYS stack,这样进入main之后可以直接工作在SYS模式下。本测试程序就是如此设置的。
分布式加载 ADS1.2中的ARM linker支持分布式加载,即加载域(load)和执行域(image)的各个输出段(RO、RW、ZI)可以有不同的地址。可以很方便的生成供在线调试和下载的elf格式的文件。通常总线调试只需设置RO base=0x0c000000;而生成下载代码则要设置RO base=0x0,RW base=0x0c000000,并且一定要把boot.o设成first section,否则程序入口不在0x0则无法完成异常中断和普通中断,包括reset。至于ropi、rwpi、split的应用参见linker的有关资料。 链接器同时产生一组符号,给出各个域或者各个输出段的区间的长度,装载地址和执行地址。由于链接器和C库都没有将代码从它的装载区间拷贝到执行区间,或创建一个零初始化区域的功能,所以要由应用程序员利用这组符号产生的信息完成这项工作,这是在呼叫C程序之前必须完成的,举例如下: LDR r0, = |Load$$DRAM$$Base|
上例中使用了ARM Linker产生的与域有关的几个符号,域名可以在scatter文件中指定。在本测试程序中,因为只有一个load域和一个image域,因此可以使用ARM Linker产生的与输出段有关的符号,如|Image$$RO$$Base|、|Image$$RO$$Limit|、|Image$$RW$$Base|、|Image$$ZI$$Base|、|Image$$ZI$$Limit|等。必须注CPU或系统本身都不能自动完成分布式加载的任务,所以系统在第一阶段初始化时(即汇编语言写的初始化代码),就必须编写用户程序根据上述几个符号把代码考到RAM区中。通常要把除了汇编写的第一阶段的初始化代码以外的RO代码、RW和ZI代码都要拷到RAM中,这样可以代码的执行速度。RW和ZI是必须要拷到RAM中,否则程序无法运行。注意ZI是RW区中的位于最后的一段零初始化的RAM区,RW limit和ZI limit两个值相等。在本程序中只拷贝了RW和ZI段。
LCD设置 本系统所带LCD没有内置控制器、显存、字符查找表等,需要靠ARM所带LCD控制器进行显示,在系统的SRAM中开辟一块显存区,本测试程序中显存framebuffer开在ZI区之后,且能保证不进入RAM高端的堆栈区,实际上黑白字符的显存为14400Byte(前者分辨率为480×240),彩色图片的显存115200B(分辨率为320×240)。支持MONO、灰4,灰16、256色四种模式。面板模式有4bit single、8bit single、4bit dual scan三种。黑白字符显示采用4bit dual scan,彩色图片采用8bit single。 往显存中写入数据,系统会自动把数据代表的内容显示在LCD的相应位置上,ASCII采用8×16点阵。图片中每象素需8比特信息(红3绿3兰2),BMP图片的显示原理还没搞清楚。 虚拟屏幕显示。显存的大小定义为SCR_XSIZE*SCR_YSIZE,即可以放进这么大的BMP图片,而能显示的范围是LCD_XSIZE*LCD_YSIZE,只能显示图片的某个区域,设置好PAGEWITDH和OFFSIZE参数,改变光标的位置,就可移动显示图片的其它部分(Lcd_moveviewport函数),本测试程序中令SCR_SIZE=LCD_SIZE,即没有使用虚拟屏幕显示。 去抖动算法和AFC。灰4和灰16图片的显示根据的是AFC原理。去抖动算法是保证相邻帧之间任一象素on/off的概率相当。这些是ARM中的LCD控制器自动完成。 彩色查找表。设定不同深度的颜色。红和绿:16取8,兰:16取4。
PS/2键盘接口设计 键盘接口通常有扫描和中断两种方式。扫描方式的键盘制作简单,但是要占用过多的微处理器的端口资源,并且由于采用查询方式接收键盘数据,导致CPU资源的浪费。中断方式的键盘较为复杂,但接口简单,如采用5芯或6芯的PS/2接口,而且由于采用中断方式接收键盘扫描码,相应地也减少了CPU资源的占用。目前标准PC机键盘技术已经很成熟,且成本也已经很低。本监控板将采用标准PC机键盘作为人机命令的输入接口。 PS/2接口信号线主要有两根:CLK、DATA。键盘和主机间的通信是同步和异步方式的结合。按键时在DATA线上发送11位的扫描码,起始位0、8个数据位(LSB在前)、1个校验位和一个结束位0。放键时先发送放键标志F0,接着再发送一遍扫描码。CLK的上升沿触发主机的中断,主机执行ISR(ExINT4567)接收1bit数据。接收完完整的8bits数据后,ISR将判断是否为F0,若是,则把紧接着接收的下一个8bits数据译码,变为ASCII或OEM码或者Windows虚拟码,放入64Byte的键盘缓冲区中,并通知主机上位程序进行相应的处理,如打印字符或处理特殊符号(ESC、Enter、F1之类)。
后来发现上述编程思路又问题:只实现了位同步,不能实现11bits的字节或帧同步,当发生干扰而产生INT0中断时,一个错误比特被读入,导致后续比特全错。改进如下:每接收11bit对起始位、结束位、校验位进行判断,若发生错误,则失步,下一比特被舍弃,重新同步。结果有所改进,但仍不理想。
下表是部分按键的扫描码、系统码、ASCII、Windows虚拟码的对应关系。
SWI的使用 Swi.h 头文件的定义;使用__swi伪操作对swi函数进行说明;在main中可直接调用该函数。SWI的两级ISR设置基本同普通的IRQ,但要设置功能号。 现在的问题是无法返回sys mode, 调用功能号不对。
UART设置 S3C44B0X有两个独立的UART,均采用RS232接口。每个UART有1个16B的Rx buffer 和一个Rx buffer(实际上可以不用,若通信双方的时钟精度足够号的话)。本测试程序中使用non FIFO mode. AFC 和 non AFC mode:所谓AFC就是利用握手信号RTS和CTS来自动控制双方的通信,对端也必须是UART,若对端是modem,则只能用non AFC mode,即用软件读写RTS和CTS。 中断模式和DMA模式。本测试程序使用中断模式,但ISR未作任何处理,实际上是查询方式收发数据。发数据:通过UTRSTAT0中的状态指示位看发送数据寄存器UTXH0是否空,不空则等待,空则把数据写到该数据寄存器。然后Uart控制器会自动把数据串至RS232的Tx脚上。接收类同。这种方式适合发数据。接收数据时,CPU就不能干其它事了,好在人机交互时,CPU也只是等待命令,不干其它。若用于从主机快速接收大量数据,则必须取数据的函数放到UART的ISR中。
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。
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; |
用户1418102 2009-6-4 16:35
用户1403908 2007-12-18 09:09
请问一下,进行ARM端口设置时,有什么规定吗?
比如设置端口F,rPCONF=0x24900a,那对应的rPDATF,rPUPF应该怎么设置呢?
有资料说,对于功能管脚应该设置对应的上拉电阻不使能;对于输出管脚应该上拉电阻不使能,且DATA置高;
对于输入管脚应该上拉电阻使能.
可是我发现我的板子却不是这样设置的,谢谢了.(我的板子也是三星S3C44B0X.)
用户1403908 2007-12-18 08:59
用户59437 2007-8-31 20:36
很好,看了很有收获!