skyeye硬件模拟平台，第三部分 硬件仿真实现之四.htm

你想没有硬件就跑μc OS吗

      0-1所示：</P>
      <P><A name=IDA4SKTB><B>图 0-1 8019AS模拟结构图</B></A><BR><IMG height=318 
      alt="图 0-1 8019AS模拟结构图" 
      src="SkyEye硬件模拟平台，第三部分 硬件仿真实现之四.files/image001.gif" width=450 border=0 
      xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"></P>
      <P><A name=IDALTKTB><SPAN class=atitle3>3. 
      虚拟8019AS网络芯片的内存结构</SPAN></A><BR>SkyEye模拟的虚拟8019AS网络芯片工作在8位模式下，网络芯片含有8K字节的RAM，地址为0x4000-0x5fff（指的是网络芯片上的存储地址，而不是ISA总线的地址，是网络芯片工作用的存储器），每256个字节称为一页，共有64页。页的地址就是地址的高8位，页地址为0x00--0xff 
      。</P>
      <P>首先看一下0x40－0x5f页，这8k的ram的一部分用来存放接收的数据包，一部分用来存储待发送的数据包，具体由驱动编写者自己决定。（一般发包只要能容纳一个最大的以太网包就可以了，所以定义为0x40－0x45页，即0x4000－0x45ff，约1.5k。剩下的都用来收包）。按照8019AS硬件规范手册上的规定，8位工作模式下只能使用4000－5fff，16位模式才能用到6000－7fff的RAM，所以我们还是以手册为准。</P>
      <P><A name=IDATTKTB><B>图 0-2 NE2K兼容网络芯片的RAM空间结构</B></A><BR><IMG height=259 
      alt="图 0-2 NE2K兼容网络芯片的RAM空间结构" 
      src="SkyEye硬件模拟平台，第三部分 硬件仿真实现之四.files/image003.jpg" width=291 border=0 
      xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"></P>
      <P>再看一下第0页，也就是图 0 
      6中的PROM，PROM的内容是网络芯片在上电复位的时候从93C46里读出来的，其中0x00-0x0B(工作于8位DMA模式)用于存放本节点MAC地址，奇偶地址内容是重复放置的。如：MAC地址00 
      00 12 34 56 78存放在0x00-0x0B中为00 00 00 00 12 12 34 34 56 56 78 
      78，单地址和双地址的内容是重复的，一般使用偶数地址的内容，这主要是为了同时适应8位和16位的DMA。8019芯片外接一块93c46 
      eeprom，上电时自动从93c46里把MAC地址读入到PROM中，所以为虚拟网络芯片写驱动，只要在init函数中读PROM中的MAC地址，并写入工作寄存器PAR0－PAR5就可以了。网络芯片工作时的地址判断依据就是这几个寄存器，与PROM及93c46无关。PROM的其它地址不能使用。值得一提的是，虽然一般来说mac地址随便取一个就可以了，但要注意其最高字节不能是奇数，否则就是一个multicast 
      mac地址，以后的应用中会有问题。</P>
      <P>根据以上的分析，虚拟8019AS网络芯片要模拟的网络芯片内部RAM共两块：</P>
      <P>0x0000－0x000B，12字节，页号为0x00。存放MAC地址</P>
      <P>0x4000－0x5FFF，8192字节，页号为0x40－0x60（只用到0x5f，0x60为结束边界），用于存放收发的数据包缓冲，具体收发多少由驱动程序初始化决定。</P>
      <P>以上两块内存都是网络芯片的内部数据，不在系统的地址空间内，实际上SkyEye模拟的CPU是看不到这两块内存的，只能通过读写寄存器间接访问。</P>
      <P><A name=IDAFUKTB><SPAN class=atitle3>4. 
      虚拟8019AS网络芯片的寄存器结构</SPAN></A><BR>在RTL8019AS或其它NE2k兼容的网络芯片中，软件对网络芯片内存的读写是通过一个数据寄存器（地址偏移0x10）进行的，方式是DMA，DMA的长度、起始地址等由控制寄存器决定。而DMA又分为Remote 
      DMA和Local DMA，首先解释一下这两种DMA：</P>
      <TABLE width=400 border=0>
        <TBODY>
        <TR>
          <TD width=200>Local DMA<BR 
            xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance">以太网<IMG 
            height=12 alt="" src="SkyEye硬件模拟平台，第三部分 硬件仿真实现之四.files/image005.gif" 
            width=88 border=0 
            xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance">网络芯片 RAM</TD>
          <TD>Remote DMA<BR 
            xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance">网络芯片 RAM<IMG 
            height=12 alt="" src="SkyEye硬件模拟平台，第三部分 硬件仿真实现之四.files/image005.gif" 
            width=88 border=0 
            xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance">host主机</TD></TR></TBODY></TABLE>
      <P>Local DMA是网络芯片自动收发数据到/从网络芯片的RAM，而Remote 
      DMA是CPU主动从网络芯片的RAM读写数据到/从CPU的RAM。具体的读写其实可以分为三种：</P>
      <UL xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance">
        <LI>CPU读/写数据到网络芯片<BR>控制方式是设置如下控制寄存器，它们分别为： 
        <UL>
          <LI>RBCR0,RBCR1：存放要读写数据的长度
          <LI>RSAR0，RSAR1：存放数据在网络芯片RAM中存放的起始地址（而不是页号，但通常还是以某页的00为起始，如0x4000）
          <LI>CR：向命令寄存器发出Remote DMA开始指令</LI></UL><BR>然后就可以通过数据寄存器去读写数据了，宽度为8位。
        <LI>网络芯片发数据到以太网<BR>CPU把数据用Remote DMA 发到网络芯片后，就可以让网络芯片用Local 
        DMA向外发数据了。<BR>需要设置如下的控制寄存器，它们分别为：<BR>
        <UL>
          <LI>TPSR ：网络芯片要发送的数据在网络芯片RAM中的起始页号。所以发送的数据只能从某页的开头存放。
          <LI>TBCR0，TBCR1：要发送的数据总长度
          <LI>CR：向命令寄存器发出发送数据包的指令CMD_XMIT。</LI></UL><BR>然后程序就可以返回了，网络芯片会自动用Local 
        DMA发送数据包。
        <LI>网络芯片从以太网读数据<BR>网络芯片在从以太网读取数据过程中，会用到的寄存器如下：<BR>
        <UL>
          <LI>PSTART，PSTOP：网络芯片接收数据缓冲区的起始和终止页号。形成一个接收缓冲环。每页256字节
          <LI>CURR：接收缓冲环写页指针，初始化＝PSTART
          <LI>BNRY：接收缓冲环读页指针，初始化＝PSTART</LI></UL></LI></UL>
      <P>这四个寄存器在init函数里初始化，以后有数据包到来时，网络芯片自动判断是否发给本机，是则用Local 
      DMA存入数据，并自动修改读写指针。</P>
      <P><A name=IDAKWKTB><B>图 0-3 与DMA有关的寄存器</B></A><BR><IMG height=191 
      alt="图 0-3 与DMA有关的寄存器" src="SkyEye硬件模拟平台，第三部分 硬件仿真实现之四.files/image007.jpg" 
      width=642 border=0 
      xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"></P>
      <P>8019AS的寄存器地址为0x00－0x1f，有page 0－3共4页，每页都以0x00－0x0f访问，但实际访问的是不同的寄存器。page 
      3里的寄存器属于8019专用，不是NE2K标准，并且不常用，所以不模拟了。我们的寄存器共3页，页号为0－2。此外还有两个寄存器，不属于任何页：</P>
      <UL xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance">
        <LI>0x10为DMA读写地址，CPU和网络芯片交换数据通过此地址
        <LI>0x1F为Reset地址，向该地址写或读任何数都引起网络芯片复位，一般在初始化时将网络芯片复位一次，注意复位后要等待几十ms再进行下一步操作。</LI></UL>
      <P><A name=IDA2WKTB><B>表 0 1 8019AS寄存器</B></A><BR><IMG height=340 
      alt="表 0 1 8019AS寄存器" src="SkyEye硬件模拟平台，第三部分 硬件仿真实现之四.files/image009.jpg" 
      width=553 border=0 
      xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"></P>
      <P>下面分别叙述虚拟8019AS网络芯片所模拟的各页中寄存器，如表 0 
      1所示。每个寄存器的各个bit位的具体含义可参考8019AS硬件规范手册，下面写出各寄存器的页内偏移地址，以及编写驱动时读写的常用值表示什么意思，有助于理解。每个寄存器的各种写入值可以以"或"的关系运算后写入，R表示只读，W表示只写，R/W表示可以读也可以写：</P>
      <P><B xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance">PAGE 0</B></P>
      <UL xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance">
        <LI>CR控制命令寄存器：0x00，R/W。CR中各个bit位的含意如下： <BR>CMD_STOP 0x01 
        网络芯片停止收发数据<BR>CMD_RUN 0x02 网络芯片执行命令并开始收发数据包（命令为下面四种）<BR>CMD_XMIT 0x04 
        Local DMA SEND（网络芯片――&gt;以太网 ）<BR>CMD_READ 0x08 Remote DMA 
        READ，用于手动接收数据（网络芯片―&gt;CPU）<BR>CMD_WRITE 0x10 Remote DMA WRITE 
        （网络芯片&lt;――CPU）<BR>CMD_SEND 0x18 Send命令， 
        用于自动接收数据包（网络芯片――&gt;CPU）<BR>CMD_NODMA 0x20 停止DMA操作<BR>CMD_PAGE0 0x00 
        选择第0页（要先选页，再读写该页寄存器）<BR>CMD_PAGE1 0x40 选择第1页<BR>CMD_PAGE2 0x80 选择第2页
        <LI>PSTART：0x01，W，接收缓冲环起始页<BR>RECV_START 0x4600 接收缓冲起始地址（写入时要右移8位得到页号）
        <LI>PSTOP：0x02，W，接收缓冲环终止页（不包括此页）<BR>RECV_STOP 0x6000 
        接收缓冲结束地址（写入时要右移8位得到页号）
        <LI>BNRY，0x03，R/W，接收缓冲环读指针<BR>硬件初始化时，PSTART ＝CURR，以后用CMD_SEND 
        命令自动收数据包，网络芯片会自动调整这个寄存器的值。若接收出错，会重新调整成CURR的值。
        <LI>TPSR，0x04，W，Local DMA发送缓冲起始页寄存器。<BR>XMIT_START 0x4000 
        发送缓冲起始地址（写入时要右移8位得到页号）
        <LI>TBCR0，0x05，W，Local DMA发送长度低位。
        <LI>TBCR1，0x06，W，Local 
        DMA发送长度高位。<BR>上述两个寄存器是网络芯片外发数据包的长度，执行发送命令前根据实际长度设置。
        <LI>ISR，0x07，R/W，中断状态寄存器，各个bit位的含意如下： <BR>ISR_PRX 0x01 
        正确接收数据包中断。做接收处理<BR>ISR_PTX 0x02 正确发送数据包中断。做不做处理要看上层软件了。<BR>ISR_RXE 0x04 
        接收数据包出错。做重新设置BNRY＝CURR处理。 <BR>ISR_TXE 0x08 
        由于冲突次数过多，发送出错。做重发处理<BR>ISR_OVW 0x10 网络芯片内存溢出。做软件重启网络芯片处理。见手册。<BR>ISR_CNT 
        0x20 出错计数器中断，屏蔽掉（屏蔽用IMR寄存器）。<BR>ISR_RDC 0x40 Remote DMA结束 
        。屏蔽掉。轮询等待DMA结束。<BR>ISR_RST 0x80 
        网络芯片Reset，屏蔽掉。<BR><BR>在中断处理程序中读出ISR寄存器的值，分别与以上各值"与"，若结果为1则表示发生了该种中断，需要处理，处理完毕向ISR寄存器写入该值（即将该中断位置1）即可清除该中断。<BR>比如：if 
        (isr &amp; ISR_PRX) {<BR>　　　　处理收到的数据包；<BR>　　　　　IOWRITE(R_ISR,ISR_PRX); 
        清除正确接收数据包中断 <BR>　　　｝；
        <LI>RSAR0，0x08，W，Remote DMA目的起始地址低位<BR>XMIT_START 0x4000 取其低位
        <LI>RSAR1，0x09，W，Remote DMA目的起始地址高位<BR>XMIT_START 0x4000 取其高位
        <LI>RBCR0，0x0A，W，Remote DMA数据长度低位
        <LI>RBCR1，0x0B，W，Remote 
        DMA数据长度高位<BR>上述两个寄存器是CPU向网络芯片写入或读出数据包的实际长度，执行Remote DMA命令前需要设置这两个寄存器。
        <LI>RCR，0x0C，W，接收配置寄存器,<BR>初始化时写入0x04，表示只接收发给本网络芯片MAC地址的、大于64字节的以太网包或广播包。
        <LI>TCR，0x0D，W，发送配置寄存器<BR>初始化开始时写入0x02，表示置网络芯片为Loop 
        Back模式，停止发送数据包，初始化结束写入0x00。正常发送数据包并加上CRC。
        <LI>DCR，0x0E，W，数据配置寄存器<BR>初始化时写入0x48，表示8位模式，FIFO深度8字节，DMA方式。
        <LI>IMR，0x0F，W，中断屏蔽寄存器<BR>它的各位和ISR中的各位相对应，向IMR写入以下各值即为打开相应中断，<BR>ISR_PRX 
        0x01<BR>ISR_PTX 0x02<BR>ISR_RXE 0x04<BR>ISR_TXE 0x08<BR>ISR_OVW 
        0x10<BR>ISR_CNT 0x20<BR>ISR_RDC 0x40<BR>ISR_RST 0x80<BR>如IOWRITE(R_IMR, 
        ISR_OVW | ISR_PRX )表示打开溢出和接收中断，其它中断都屏蔽。</LI></UL>
      <P><B xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance">PAGE 
1：</B></P>
      <UL xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance">
        <LI>CR：0x00，R/W，含意与PAGE0的CR含意相同
        <LI>PAR0，0x01，R/W，网络芯片MAC地址最高位
        <LI>PAR1，0x02，R/W，网络芯片MAC地址
        <LI>PAR2，0x03，R/W，网络芯片MAC地址
        <LI>PAR3，0x04，R/W，网络芯片MAC地址
        <LI>PAR4，0x05，R/W，网络芯片MAC地址
        <LI>PAR5，0x06，R/W，网络芯片MAC地址最低位<BR>如网络芯片的MAC地址为：00:01:02:03:04:05，则PARi＝0x0i。初始化时网络芯片会从PROM读出MAC地址并写入这六个寄存器。
        <LI>CURR，0x07，R/W，接收缓冲环写指针, 
        指向下一个包到来时的起始页。<BR>硬件初始化时，CURR＝BNRY＝PSTART，以后由网络芯片自动负责更新。<BR>PAGE1中，偏移量0x08到0x0F这8个寄存器是组播地址寄存器，它们决定了网络芯片对组播数据包的收发，暂时不模拟这8个寄存器。</LI></UL>
      <P><B xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance">PAGE 
2：</B></P>
      <UL xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance">
        <LI>CR，0x00，R/W，含意与PAGE0的CR含意相同
        <LI>PSTART，0x01，R，用来读PSTART状态
        <LI>PSTOP，0x02， R，用来读PSTOP状态
        <LI>TPSR，0x04， R，用来读TPSR状态
        <LI>RCR，0x0C， R，用来读接收配置寄存器RCR状态
        <LI>TCR，0x0D， R，用来读发送配置寄存器TCR状态
        <LI>DCR，0x0E， R，用来读数据配置寄存器DCR状态
        <LI>IMR，0x0F， R，用来读中断屏蔽寄存器IMR状态</LI></UL>
      <P>这页的寄存器大部分是只读的，可读出相关的配置信息等。</P>
      <P><A name=IDAG2PTB><SPAN class=atitle3>5. 
      虚拟网络芯片接收数据包的方法</SPAN></A><BR>在前面CR寄存器的说明中可以看到，普通的RTL8019从网络芯片RAM读数据到CPU有两种方式：</P>
      <P>1. 目前SkyEye虚拟网络芯片还不支持Remote DMA READ方式：<BR 
      xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance">硬件初始化时，BNRY读指针 ＝ 
      CURR写指针－1 ＝PSTART。<BR 
      xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance">有数据包要读时，操作步骤如下：</P>
      <P>a.查看bnry是否＝CURR－1，不等则说明有数据包要读<BR 
      xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance">b.用bnry初始化DMA起址控制器RSAR0,1<BR 
      xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance">c 
      用18初始化DMA长度控制器RBCR0，1<BR 
      xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance">d．执行Remote DMA 
      READ命令<BR 
      xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance">e．读出以太网包头（18字节），从包头中读出包长度<BR 
      xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance">f．同b－e读出所有数据<BR 
      xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance">g．调整bnry指针＝CURR－1<BR 
      xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance">这期间如果bnry指到了缓冲环的尾部还要手工调整它回到环的开头。</P>
      <P>2．虚拟8019网络芯片支持更快更简单的SEND COMMAND方式，读数据包的步骤如下：<BR 
      xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance">硬件初始化时，BNRY ＝ CURR ＝