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嵌入式網絡控制器CS6208及其應用
摘要：CS6208是Myson Century公司推出的專門用于網絡控制和傳輸?shù)男酒?051體系結構硬件平臺的支撐，使用Keil 51編譯環(huán)境，處理速度與8051系列單片機相比有很大的提高，支持IEEE 802.37線ＥＮＤＥＣ接口以及TCP/IP、ARP、UDP等協(xié)議，并且集成有４周期的8051和一個以太網接口。由于它把TCP/IP協(xié)議棧函數(shù)已封裝起來，因此，用戶只需調用它的API函數(shù)即可完成操作。文章介紹了CS6208的原理、特點和引腳功能，給出了CS6208的一種典型應用設計電路。１ 概述
ＣＳ６２０８是Ｍｙｓｏｎ Ｃｅｎｔｕｒｙ公司最新推出的嵌入式網絡微控制器，尤其適用于一些網絡控制和傳輸?shù)膱龊�。該器件基于８０５１體系結構硬件平臺的支撐，使用Ｋｅｉｌ ５１編譯環(huán)境?并且處理速度比８０５１系列單片機有很大的提高。通常８０５１單片機中的１２個時鐘周期可組成一個機器周期，而在ＣＳ６２０８中只需要４個時鐘周期，因此在相同的時鐘周期下，ＣＳ６２０８的處理速度是５１系列單片機的３倍。ＣＳ６２０８將ＴＣＰ／ＩＰ協(xié)議棧的底層函數(shù)標準化，并把它封裝成ＡＰＩ函數(shù)。這樣，原來用戶要編寫ＴＣＰ／ＩＰ協(xié)議代碼才能解決的問題現(xiàn)在只需調用ＡＰＩ函數(shù)即可解決，因而大大縮短了產品的開發(fā)周期；ＣＳ６２０８內部集成了４周期的８０５１和一個以太網控制器，并配備有標準１０ＭＨｚ以太網接口（包括ＭＡＣ和ＰＨＹ），同時支持ＡＲＰ、ＩＣＭＰ、ＩＰ、ＵＤＰ、ＴＣＰ、ＤＮＳ、ＤＨＣＰ、ＨＴＴＰ等常用協(xié)議，應用技術門檻極低，用戶無需自己開發(fā)ＴＣＰ／ＩＰ等核心協(xié)議程序，特別適合傳統(tǒng)行業(yè)的產品改造和升級，而且極其方便；ＣＳ６２０８把原來需要單片機和ＭＡＣ控制器兩個芯片才能解決的網絡接入問題集成到了一起，從而大大降低了產品的成本；此外，它的節(jié)能機制更加科學高效，ＣＰＵ核僅工作在１．８Ｖ。系統(tǒng)工作在６０ＭＨｚ時，如果輸入電壓為５Ｖ，典型電流值為２５８ｍＡ在節(jié)能模式下僅為１２８ｍＡ。
圖1
２ 引腳功能及芯片主要特點
２．１ 引腳功能
圖１所示是ＣＳ６２０８的引腳排列。
２．２ 主要特點
ＣＳ６２０８內部的功能模塊組成框圖如圖２所示。其主要特點如下：
●ＣＰＵ
基于８０５１體系結構的硬件平臺，它的時鐘在內部可編程，系統(tǒng)最高可工作在６０ＭＨｚ。
●存儲器結構
片內有６５ｋ字節(jié)ＲＯＭ和３２ｋ字節(jié)的ＲＡＭ存儲器，外部最多可以擴展到９８ｋ字節(jié)數(shù)據存儲器和１３１ｋ字節(jié)程序存儲器。
●串口和計數(shù)器
全雙工的通用串口和計數(shù)器，與８０５１單片機相類似，同時，該芯片內部還集成有看門狗電路，而且其串口具有增強的自動地址識別和幀檢錯功能。
●中斷
具有８個中斷源和３個中斷優(yōu)先級。
●網絡接口
集成有１０／１００ＭＨｚ以太網控制器和ＩＥＥＥ ８０２．３ ７線ＥＮＤＥＣ接口?內部有發(fā)送緩沖區(qū)和接收緩沖區(qū)，通過硬件能夠自動計算各類網絡協(xié)議棧中的校驗和。
●Ｉ／Ｏ
帶有４個８位數(shù)字雙向通用Ｉ／Ｏ，它們具有超強驅動能力以及３．３Ｖ和５Ｖ的輸入輸出能力。
●協(xié)議
編制的應用程序可以訪問ＴＣＰ／ＩＰ網絡協(xié)議棧，同時支持ＡＲＰ、ＩＣＭＰ、ＩＰ、ＵＤＰ、ＴＣＰ、ＤＮＳ、ＤＨＣＰ、ＨＴＴＰ等常用協(xié)議和軟件，用戶也可根據需要增加自己的協(xié)議。
●Ａ／Ｄ
內含四通道７位模數(shù)轉換器。
●電源管理
具有可編程的自動監(jiān)測掉電和復位模式，ＣＰＵ核工作在１．８Ｖ。
３ 工作原理
ＣＳ６２０８物理層支持以太網接口和ＲＳ２３２串口的點到點協(xié)議。在ＣＳ６２０８中，每一個以太網的發(fā)送緩沖區(qū)是１．５ｋ字節(jié)，其接收緩沖區(qū)也經常使用的，因為數(shù)據有時是以猝發(fā)形式收到的，因此，當收到數(shù)據時，就把收到的數(shù)據放到這個緩沖區(qū)中，然后由數(shù)據鏈路層直接從該緩沖區(qū)取走數(shù)據。鏈路層通常包括操作系統(tǒng)中的設備驅動程序和計算機中對應的網絡接口卡，它們將一起處理與電纜的物理接口細節(jié)數(shù)據，其緩沖區(qū)可用來暫時存儲要發(fā)送或接收的數(shù)據幀。網絡層則處理分組在網絡中的活動，比如分組的選路等。傳輸層可為兩臺主機的應用程序提供端到端的通信。在ＴＣＰ／ＩＰ協(xié)議族中有兩個互不相同的協(xié)議ＴＣＰ和ＵＤＰ；其中ＴＣＰ為兩臺主機提供可靠的數(shù)據通信，而ＵＤＰ則提供一種簡單的服務。對于ＴＣＰ發(fā)送過程而言，應用程序把數(shù)據先寫到緩沖區(qū)中，再寫到ＴＣＰ的發(fā)送緩沖區(qū)，然后寫到數(shù)據鏈路層的緩沖區(qū)，最后再通過以太網發(fā)送緩沖區(qū)到網絡上。ＴＣＰ的接收數(shù)據過程與此類似，每一個ＴＣＰ套節(jié)字的接收緩沖區(qū)是可選的，如果應用程序要使用這個接收緩沖區(qū)，那么傳輸過來的數(shù)據就先寫到這個緩沖區(qū)中，之后再從這里取走，如果沒有這個接收緩沖區(qū)，接收來的數(shù)據就會直接送給應用程序。在這種情況下，對于ＵＤＰ來說，其過程還相對簡單，應用程序只要把緩沖區(qū)中的數(shù)據送到數(shù)據鏈路層緩沖區(qū)中，然后通過以太網發(fā)出去即可，而應用層則要負責處理特定的應用程序細節(jié)，這就要求每一個應用程序都有自己的緩沖區(qū)，這在一些標準的ＴＣＰ應用程序（如ＰＯＰ３、ＳＭＴＰ、ＨＴＴＰ、ＦＴＰ）中是很常見的。具體的數(shù)據處理過程見圖３所示，圖中箭頭所指是數(shù)據的流向。
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