數(shù)據傳輸?shù)膶崿F(xiàn)過程 - 一種虛擬儀器通用以太網接口設計

3 數(shù)據傳輸?shù)膶崿F(xiàn)過程
　　通過控制器對寄存器進行讀寫訪問操作，W3150A+就可以進行網絡連接。下面介紹具體的操作過程。
　　首先應進行初始化。初始化設置包括基本設置、網絡信息設置，端口存儲器信息設置等，設置完后就可進行數(shù)據傳輸。數(shù)據傳輸可以采用TCP、UDP、IP_RAW和MAC_RAW模式進行，并可在端口n模式寄存器(Sn_MR)的協(xié)議類型中選擇通信模式。其中，基本設置包括模式寄存器(MR)、中斷屏蔽寄存器(SIMR)、重發(fā)時間寄存器(RTR)、重發(fā)計數(shù)寄存器(RGR)等;設置網絡信息包括設定網關(GAR)、設定源硬件地址(SHAR)、設定子網掩碼(SUBR)、設定源IP地址(SIPR)等;而設置端口存儲器信息則主要是設定發(fā)送緩沖區(qū)和接收緩沖區(qū)的大小分配，具體可通過設置RMSR、TMSR寄存器實現(xiàn)。
　　本系統(tǒng)在FPGA芯片EPM570GT100C4的基礎上可利用軟件Quartus II來開發(fā)邏輯控制功能，從而實現(xiàn)對W3150A+的控制。其主要端口如下：
　　nrst：復位輸入鍵，低電平有效;
　　clk：時鐘輸入;
　　nwrst：復位輸出，可復位W3150A+和RTL8201;
　　nwr：對W3150A+寫使能信號，低電平有效;
　　nrd：對W3150A+讀使能信號，低電平有效;
　　ncs：W3150A+片選信號，低電平有效;
　　address：15位地址信號;
　　data：8位數(shù)據信號;
　　本接口通信設計采用的是UDP通信方式，其通信流程圖如圖5所示。
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　　端口初始化主要是對端口進行初始化，包括設置UDP模式、設置端口號，設置OPEN命令;通過Sn_RX_RSR寄存器的值可檢測是否收到數(shù)據，若非零，即進入數(shù)據接收處理;接收處理時，首先讀取Sn_RX_RSR寄存器的值，即接收數(shù)據字節(jié)數(shù)，然后計算偏址和實際物理地址，再根據物理地址讀取數(shù)據。在讀取數(shù)據過程中，如果物理地址到達該端口設定的高限地址，則先讀高限地址的數(shù)據，然后將物理地址改為基地址，然后再從基地址繼續(xù)讀取剩余的數(shù)據。讀完所有的數(shù)據后，可將Sn_RX_RR的值加上讀取的數(shù)據長度，然后寫入sn_RX_BASE，最后再向端口n的指令寄存器寫入RECV命令。
　　發(fā)送數(shù)據?/發(fā)送處理的實現(xiàn)過程是首先讀取S_TX_FSR寄存器的值以便能使用發(fā)送數(shù)據空間的大小來計算偏址和實際物理地址，然后再從物理地址寫入要發(fā)送的數(shù)據。在發(fā)送數(shù)據過程中，如果物理地址已到達該端口設定的高限地址，則先將數(shù)據寫入高限地址，然后再將物理地址改為基地址，接著從基地址繼續(xù)寫入數(shù)據。寫完所有的數(shù)據后，再將Sn_TX_WR的值加上發(fā)送的數(shù)據長度，然后寫入Sn_TX_BASE，最后向端口n的指令寄存器寫入SEND命令。發(fā)送完成的確定可在發(fā)送(SEND)命令后，通過檢測Sn_CR的值來判斷數(shù)據是否全部發(fā)送完成。
　　當遠程對端不存在或數(shù)據傳輸不正常時，將產生超時錯誤。此次可以通過對Sn_IR(TIMEOUT bit)檢測來判斷是否超時。當操作全部完成時，應關閉窗口，即將Sn_CR寄存器置為CLOSE。
　　4 結束語
　　本文介紹了以太網接口的設計及其數(shù)據傳輸?shù)膶崿F(xiàn)過程。利用本文的方法可以使以太網接口正常運行，故可為后續(xù)的虛擬儀器開發(fā)奠定基礎。事實上，本方法已經過多次試驗證明：完全滿足工程需要。
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