基于DSP的網(wǎng)絡(luò)通信程序設(shè)計(jì) - 基于DSP的網(wǎng)絡(luò)通信程序設(shè)計(jì)

2 基于DSP的網(wǎng)絡(luò)通信程序設(shè)計(jì)

如果基于網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，用戶可以利用一些軟件對(duì)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的支持，很容易地編寫出優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)通信程序，但這些程序必須依附于網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。而在 DSP環(huán)境下，必須深入了解網(wǎng)絡(luò)接口控制器（NIC）的工作原理[2]，通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)直接編程，實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)任意站點(diǎn)之間的通信而完全拋開網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。

DSP對(duì)網(wǎng)卡的通信過程控制就是DSP對(duì)DP8390中各種寄存器進(jìn)行編程控制，完成數(shù)據(jù)分組的正確發(fā)送和接收。DP8390的所有內(nèi)部寄存器都是 8位，映像到4個(gè)頁面。每個(gè)頁面有16個(gè)可供讀寫的寄存器地址（RA=00H～0fH）。頁面的選擇由命令寄存器CA控制。第0頁寄存器用于收發(fā)過程，第 1頁寄存器主要用于DP8390的初始化，第2頁寄存器則用于環(huán)路診斷。DSP對(duì)寄存器的操作是將寄存器作為DSP的端口設(shè)備，其實(shí)際物理端口地址（PPA）為網(wǎng)卡基本I/O端口地址（BIOA）與寄存器地址（RA）之和（即PPA=BIOA+RA）。應(yīng)注意的是，PPA與寄存器間并不存在一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)PPA的讀操作與寫操作并不一定是對(duì)同一寄存器進(jìn)行的，這種情況在第0頁尤其明顯。用戶數(shù)據(jù)分組在DSP和網(wǎng)卡交互是通過網(wǎng)卡的數(shù)據(jù)端口實(shí)現(xiàn)的，既可以用DMA方式也可以用PIO方式讀入數(shù)據(jù)分組或?qū)?shù)據(jù)分組送至網(wǎng)卡RAM緩沖區(qū)。在本系統(tǒng)中，DSP采用DMA方式對(duì)網(wǎng)卡進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫。網(wǎng)卡的數(shù)據(jù)端口地址（NDPA）為網(wǎng)卡基本I/O地址（BIOA）加偏移地址10H（即NDPA=BIOA+10H）。

網(wǎng)卡通信過程控制可分為網(wǎng)卡初始化、接收控制和發(fā)送控制。下面分別予以討論。

2.1 網(wǎng)卡初始化

網(wǎng)卡初始化的主要任務(wù)是設(shè)置所需的寄存器狀態(tài)，確定發(fā)送和接收條件，并對(duì)網(wǎng)卡緩沖區(qū)RAM進(jìn)行劃分，建立接收和發(fā)送緩沖環(huán)。具體過程請(qǐng)參閱參考文獻(xiàn) [2]。需要說明的是，每一塊網(wǎng)卡被賦予一個(gè)物理地址，以便通信站點(diǎn)的標(biāo)識(shí)。這個(gè)物理地址存在網(wǎng)卡的PROM（存儲(chǔ)地址為0000～0005H）六個(gè)單元中，在網(wǎng)卡初始化時(shí)，通過遠(yuǎn)程DMA讀入DSP內(nèi)存中，并送入網(wǎng)卡物理地址寄存器。在一步的意義在于：一方面，如果能正確讀出網(wǎng)卡的物理地址，則說明網(wǎng)卡硬件基本沒有問題，網(wǎng)卡的上電復(fù)位和DSP對(duì)網(wǎng)卡的初始化順利通過；另一方面，這個(gè)物理地址可以用于DSP網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的點(diǎn)名、包的過濾丟棄等服務(wù)，也就是說，在鏈路層根據(jù)數(shù)據(jù)幀攜帶的源地址和目的地址確定數(shù)據(jù)報(bào)從哪里來，是否接收或丟棄。網(wǎng)卡初始化時(shí)另一個(gè)重要的工作就是接收緩沖環(huán)的設(shè)置，為了有效利用緩沖區(qū)，NIC將接收緩沖區(qū)RAM構(gòu)成環(huán)形緩沖結(jié)構(gòu)，如圖2所示。

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接收緩沖區(qū)RAM分成多個(gè)256字節(jié)的緩沖區(qū)，N個(gè)（N最大為256）這樣的緩沖區(qū)通過指針控制鏈接成一條邏輯上的緩沖環(huán)。緩沖環(huán)的開始頁面地址存入 PSTART寄存器，環(huán)頁面結(jié)束地址存入PSTOP寄存器。PSTART和PSTOP確定了接收緩沖環(huán)的大小和邊界。為便于緩沖環(huán)讀寫操作，還需要2個(gè)指針：當(dāng)前頁面指針CURR和邊界指針BNRY。CURR確定下一包放在何處，起著緩沖環(huán)寫頁面指針作用；BNRY指向未經(jīng)DSP取走處理最早到達(dá)的數(shù)據(jù)包起始頁面，新接收的數(shù)據(jù)包不可將其覆蓋，起著緩沖環(huán)讀頁面指針的作用。也就是說，CURR可以告訴用戶網(wǎng)卡接收的數(shù)據(jù)分組當(dāng)前放到了什么位置，而BNRY 則用于確定DSP讀緩沖環(huán)到了什么地方。由于接收緩沖區(qū)為環(huán)形結(jié)構(gòu)，BNRY和CURR相等時(shí)，環(huán)緩沖區(qū)可能滿也可能空。為了使NIC能辨別這兩種狀態(tài)，規(guī)定當(dāng)BNRY等于CURR時(shí)，才認(rèn)為環(huán)緩沖區(qū)滿；當(dāng)緩沖區(qū)空時(shí)，CURR比BNRY指針值大1。因此，初始化時(shí)設(shè)置：BNRY=PSTART，CURR=PSTART+1。這時(shí)讀寫指針不一致，為了保證正確的讀寫操作，引入一軟件指針NEXTPK指示下一包起始頁面。顯然，初始化時(shí)NEXTPK=CURR。這時(shí)，緩沖環(huán)的讀指針對(duì)NEXTPK，而BNRY只是存儲(chǔ)分組緩沖區(qū)的起始頁面邊界指示，其值為 NEXTPK-1。

2.2 接收控制過程

DSP完成對(duì)DP8390的初始化后，網(wǎng)卡就處于接收狀態(tài)，一旦收到分組，就自動(dòng)執(zhí)行本地DMA，將NIC中FIFO數(shù)據(jù)送入接收緩沖環(huán)，然后向主機(jī)申請(qǐng)“數(shù)據(jù)分組接收到”中斷請(qǐng)求。DSP如果響應(yīng)中斷，則啟動(dòng)網(wǎng)卡遠(yuǎn)程DMA讀，將網(wǎng)卡緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)分組讀入學(xué)生機(jī)存儲(chǔ)區(qū)，然后對(duì)接收緩沖環(huán) CURR、NEXTPK、BNRY指針內(nèi)容進(jìn)行修改，以便網(wǎng)卡能從網(wǎng)上正確接收后續(xù)分組。DSP響應(yīng)網(wǎng)卡接收中斷后，接收控制過程如下：

①設(shè)置遠(yuǎn)程DMA的起始地址；RSAR0=00H，RSAR1=Nextpk。

②設(shè)置遠(yuǎn)程DMA操作的字節(jié)數(shù)，這個(gè)長(zhǎng)度在46～1500字節(jié)范圍內(nèi)根據(jù)具體要求自己確定。

③0AH送命令寄存器CR，啟動(dòng)遠(yuǎn)程DMA讀。

④從網(wǎng)卡數(shù)據(jù)端口依序讀入數(shù)據(jù)分組，注意，最先讀入的4字節(jié)非數(shù)據(jù)分組內(nèi)容，第1字節(jié)為接收狀態(tài)，第2字節(jié)為下一包頁地址指針，3與4字節(jié)為接收字節(jié)數(shù)。第2字節(jié)內(nèi)容應(yīng)該送入Nextpk，其它字節(jié)根據(jù)用戶要求處理。

⑤修改邊界指針BNRY=Nextpk-1。

⑥清除遠(yuǎn)程DMA字節(jié)數(shù)寄存器RBCR0和RBCR1。