基于ARM和DM9000的网卡接口设计与实现

1 引言要实现小型嵌入式设备的Internet接入，TCP/IP首先要解决的是底层硬件问题，即协议的物理层。Ethernet具有成熟的技术、低廉的网络产品、丰富的开发工具和技术支持，当现场总线的发展遇到阻碍时，以太网控制网络技术以其明显的优势得到了迅猛的发展，并逐渐形成了现场总线的新标准——Ethernet。考虑到国内局域网大部分是以太网，随着交换式网络、宽带网络的发展，基于以太网的嵌入式设备Internet接入应用有着现实意义。在现有嵌入式系统中，大多数选用的是10Mb/s的以太网卡，其传输速率慢，已不能再适应现在人们的要求。而其它10/100Mb/s网卡芯片或工艺复杂或成本较高，不适应工业制造。而DM9000是完全综合的、成本较低的单一快速以太网控制器芯片，具有通用的处理器接口。它被设计为低功耗、高处理性能，而其设计又非常简单，所以可以容易的完成不同系统的软件驱动开发。DM9000——DAVICOM公司的10/100Mb/s自适应以太网芯片。其特点是：支持8位、16位、32位数据总线宽度；寄存器操作简单有效，有成熟的Linux驱动程序支持；3.3V接口电平；成本相当低廉；还可以使用 基于ARM和DM9000的网卡接口设计与实现主要关注的是在嵌入式设备中构建高速网络连接。在TCP/IP协议栈中，物理层是实现网络通信的基础，而以太网因其成熟的技术、丰富的资源和广泛的应用，成为了嵌入式设备接入Internet的首选方案。随着网络速度需求的提升，传统的10Mb/s以太网卡已经无法满足需求，而DM9000芯片因其低成本、高性能和灵活性，成为了理想的解决方案。 DM9000是DAVICOM公司的一款10/100Mb/s自适应以太网控制器，具备8位、16位和32位数据总线宽度的兼容性，这使得它可以适应不同的处理器接口。它的设计旨在降低功耗并提高处理效率，同时简化了软件驱动的开发工作。此外，该芯片还支持MII接口，可以与PHY芯片连接，以实现物理层的通信。 在硬件实现中，DM9000需要与ARM处理器S3C2410进行连接。S3C2410是一款32位微处理器，拥有32根地址线，能支持4GB的存储空间。在连接DM9000时，需要将数据、地址和控制总线进行适配。通常，DM9000的I/O基地址设为300H，CMD引脚用于切换命令模式，通过高位片选地址确定数据和地址端口。在实际电路设计中，还需要考虑中断处理，例如S3C2410的9号中断用于处理以太网的中断请求，同时需要一个25MHz的晶振为DM9000提供工作时钟。 在软件层面，驱动程序的设计是关键。Linux网络驱动程序通常包括网络协议接口、网络设备接口层、设备驱动功能层和媒介层。对于DM9000，需要编写或移植设备驱动来实现对芯片的初始化、数据传输和中断处理等功能。驱动程序要能够响应网络协议层的请求，通过DMA（直接内存访问）或中断驱动的方式与DM9000交互，确保数据包的正确接收和发送。 基于ARM和DM9000的网卡接口设计与实现是一项结合硬件接口设计和软件驱动编程的任务，目标是构建一个高效、可靠的嵌入式设备网络连接，以满足现代互联网应用的需求。在实际项目中，需要充分理解DM9000芯片的特性，合理设计硬件电路，并编写符合Linux内核规范的驱动程序，确保设备能够无缝地融入网络环境。