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CS6208是Myson Century公司推出的專門用于網(wǎng)絡(luò)控制和傳輸?shù)男酒?它基于8051體系結(jié)構(gòu)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(jī)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(wǎng)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(diào)用它的API函數(shù)即可完成操作｡文章介紹了CS6208的原理､特點(diǎn)和引腳功能,給出了CS6208的一種典型應(yīng)用設(shè)計(jì)電路｡ 1 概述 CS6208是Myson Century公司最新推出的嵌入式網(wǎng)絡(luò)微控制器,尤其適用于一些網(wǎng)絡(luò)控制和傳輸?shù)膱龊?#65377;該器件基于8051體系結(jié)構(gòu)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(jī)有很大的提高｡通常8051單片機(jī)中的12個時鐘周期可組成一個機(jī)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(jī)的3倍｡CS6208將TCP/IP協(xié)議棧的底層函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)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(diào)用API函數(shù)即可解決,因而大大縮短了產(chǎn)品的開發(fā)周期;CS6208內(nèi)部集成了4周期的8051和一個以太網(wǎng)控制器,并配備有標(biāo)準(zhǔn)10MHz以太網(wǎng)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(yīng)用技術(shù)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(chǎn)品改造和升級,而且極其方便;CS6208把原來需要單片機(jī)和MAC控制器兩個芯片才能解決的網(wǎng)絡(luò)接入問題集成到了一起,從而大大降低了產(chǎn)品的成本;此外,它的節(jié)能機(jī)制更加科學(xué)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｡ 2 引腳功能及芯片主要特點(diǎn) 2.1 引腳功能 圖1所示是CS6208的引腳排列｡ 2.2 主要特點(diǎn) CS6208內(nèi)部的功能模塊組成框圖如圖2所示｡其主要特點(diǎn)如下: ●CPU 基于8051體系結(jié)構(gòu)的硬件平臺,它的時鐘在內(nèi)部可編程,系統(tǒng)最高可工作在60MHz｡ ●存儲器結(jié)構(gòu) 片內(nèi)有65k字節(jié)ROM和32k字節(jié)的RAM存儲器,外部最多可以擴(kuò)展到98k字節(jié)數(shù)據(jù)存儲器和131k字節(jié)程序存儲器｡ ●串口和計(jì)數(shù)器 全雙工的通用串口和計(jì)數(shù)器,與8051單片機(jī)相類似,同時,該芯片內(nèi)部還集成有看門狗電路,而且其串口具有增強(qiáng)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(wǎng)絡(luò)接口 集成有10/100MHz以太網(wǎng)控制器和IEEE 802.3 7線ENDEC接口?內(nèi)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(jì)算各類網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧中的校驗(yàn)和｡ ●I/O 帶有4個8位數(shù)字雙向通用I/O,它們具有超強(qiáng)驅(qū)動能力以及3.3V和5V的輸入輸出能力｡ ●協(xié)議 編制的應(yīng)用程序可以訪問TCP/IP網(wǎng)絡(luò)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(jù)需要增加自己的協(xié)議｡ ●A/D 內(nèi)含四通道7位模數(shù)轉(zhuǎn)換器｡ ●電源管理 具有可編程的自動監(jiān)測掉電和復(fù)位模式,CPU核工作在1.8V｡ 3 工作原理 CS6208物理層支持以太網(wǎng)接口和RS232串口的點(diǎn)到點(diǎn)協(xié)議｡在CS6208中,每一個以太網(wǎng)的發(fā)送緩沖區(qū)是1.5k字節(jié),其接收緩沖區(qū)也經(jīng)常使用的,因?yàn)閿?shù)據(jù)有時是以猝發(fā)形式收到的,因此,當(dāng)收到數(shù)據(jù)時,就把收到的數(shù)據(jù)放到這個緩沖區(qū)中,然后由數(shù)據(jù)鏈路層直接從該緩沖區(qū)取走數(shù)據(jù)｡鏈路層通常包括操作系統(tǒng)中的設(shè)備驅(qū)動程序和計(jì)算機(jī)中對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)接口卡,它們將一起處理與電纜的物理接口細(xì)節(jié)數(shù)據(jù),其緩沖區(qū)可用來暫時存儲要發(fā)送或接收的數(shù)據(jù)幀｡網(wǎng)絡(luò)層則處理分組在網(wǎng)絡(luò)中的活動,比如分組的選路等｡傳輸層可為兩臺主機(jī)的應(yīng)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(jī)提供可靠的數(shù)據(jù)通信,而UDP則提供一種簡單的服務(wù)｡對于TCP發(fā)送過程而言,應(yīng)用程序把數(shù)據(jù)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(jù)鏈路層的緩沖區(qū),最后再通過以太網(wǎng)發(fā)送緩沖區(qū)到網(wǎng)絡(luò)上｡TCP的接收數(shù)據(jù)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(yīng)用程序要使用這個接收緩沖區(qū),那么傳輸過來的數(shù)據(jù)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(jù)就會直接送給應(yīng)用程序｡在這種情況下,對于UDP來說,其過程還相對簡單,應(yīng)用程序只要把緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)鏈路層緩沖區(qū)中,然后通過以太網(wǎng)發(fā)出去即可,而應(yīng)用層則要負(fù)責(zé)處理特定的應(yīng)用程序細(xì)節(jié),這就要求每一個應(yīng)用程序都有自己的緩沖區(qū),這在一些標(biāo)準(zhǔn)的TCP應(yīng)用程序(如POP3､SMTP､HTTP､FTP)中是很常見的｡具體的數(shù)據(jù)處理過程見圖3所示,圖中箭頭所指是數(shù)據(jù)的流向｡ 4 CS6208的應(yīng)用 CS6208特別適用于網(wǎng)絡(luò)傳輸,尤其是在接入到Internet時,可以非常方便地用于社區(qū)安全管理､監(jiān)控､家居安全､小型儀器設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化升級和信息家電等｡原來需要專門工具､軟件,且需花費(fèi)很長的研發(fā)時間才能實(shí)現(xiàn)的遠(yuǎn)程管理和控制,現(xiàn)在使用普通IE或者NetScape等常用瀏覽器軟件,通過Internet即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程訪問和控制,因而是信息家電等設(shè)備In-ternet化升級換代的有力工具｡它的處理速度能夠達(dá)到一般網(wǎng)絡(luò)接入的要求,由于CS6208支持ARP､ICMP､IP､UDP､TCP､DNS､DHCP､HTTP等常用協(xié)議,且應(yīng)用技術(shù)門檻極低,因而無需用戶自己開發(fā)TCP/IP等核心軟件,特別適合傳統(tǒng)行業(yè)的產(chǎn)品改造和升級;同時它也可以實(shí)現(xiàn)RS232到以太網(wǎng)口的傳輸,以使數(shù)據(jù)輕松接入網(wǎng)絡(luò)｡CS6208的外部數(shù)據(jù)輸入端可以是SRAM或者FIFO接口,數(shù)據(jù)經(jīng)處理后直接發(fā)送至局域網(wǎng)或者連接到Internet用戶,而且CS6208的雙向通用串口和兩個I2C總線接口可以方便地?cái)U(kuò)展使用｡圖4是筆者用CS6208設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)收發(fā)服務(wù)器子系統(tǒng)(圖像壓縮模塊圖中未畫)｡在該系統(tǒng)中,CS6208作為服務(wù)器,壓縮系統(tǒng)模塊不斷地把圖像數(shù)據(jù)寫到FIFO中,CS6208則不斷從FIFO中讀取數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理,然后通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到局域網(wǎng)或因特網(wǎng)上｡圖中的EEPROM是用來存儲CS6208程序的,串口EEPROM通過I2C總線來配置服務(wù)器的IP地址､MAC地址､子網(wǎng)掩碼､網(wǎng)關(guān)等信息,主機(jī)可以選擇直接通過左側(cè)串口對CS6208服務(wù)器進(jìn)行控制,從而大大方便用戶的使用｡實(shí)際使用證明:該系統(tǒng)工作非常穩(wěn)定可靠,具有較高的數(shù)據(jù)吞吐量｡ |
