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CS6208是Myson Century公司推出的專門用于網絡控制和傳輸的芯片,它基于8051體系結構硬件平臺的支撐,使用Keil 51編譯環境,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協議棧函數已封裝起來,因此,用戶只需調用它的API函數即可完成操作｡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的場合｡該器件基于8051體系結構硬件平臺的支撐,使用Keil 51編譯環境?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協議棧的底層函數標準化,并把它封裝成API函數｡這樣,原來用戶要編寫TCP/IP協議代碼才能解決的問題現在只需調用API函數即可解決,因而大大縮短了產品的開發周期;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等常用協議,應用技術門檻極低,用戶無需自己開發TCP/IP等核心協議程序,特別適合傳統行業的產品改造和升級,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,它的節能機制更加科學高效,CPU核僅工作在1.8V｡系統工作在60MHz時,如果輸入電壓為5V,典型電流值為258mA在節能模式下僅為128mA｡ 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,系統最高可工作在60MHz｡ ●存儲器結構 片內有65k字節ROM和32k字節的RAM存儲器,外部最多可以擴展到98k字節數據存儲器和131k字節程序存儲器｡ ●串口和計數器 全雙工的通用串口和計數器,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?內部有發送緩沖區和接收緩沖區,通過硬件能夠自動計算各類網絡協議棧中的校驗和｡ ●I/O 帶有4個8位數字雙向通用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｡ ●協議 編制的應用程序可以訪問TCP/IP網絡協議棧,同時支持ARP､ICMP､IP､UDP､TCP､DNS､DHCP､HTTP等常用協議和軟件,用戶也可根據需要增加自己的協議｡ ●A/D 內含四通道7位模數轉換器｡ ●電源管理 具有可編程的自動監測掉電和復位模式,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串口的點到點協議｡在CS6208中,每一個以太網的發送緩沖區是1.5k字節,其接收緩沖區也經常使用的,因為數據有時是以猝發形式收到的,因此,當收到數據時,就把收到的數據放到這個緩沖區中,然后由數據鏈路層直接從該緩沖區取走數據｡鏈路層通常包括操作系統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數據,其緩沖區可用來暫時存儲要發送或接收的數據幀｡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協議族中有兩個互不相同的協議TCP和UDP;其中TCP為兩臺主機提供可靠的數據通信,而UDP則提供一種簡單的服務｡對于TCP發送過程而言,應用程序把數據先寫到緩沖區中,再寫到TCP的發送緩沖區,然后寫到數據鏈路層的緩沖區,最后再通過以太網發送緩沖區到網絡上｡TCP的接收數據過程與此類似,每一個TCP套節字的接收緩沖區是可選的,如果應用程序要使用這個接收緩沖區,那么傳輸過來的數據就先寫到這個緩沖區中,之后再從這里取走,如果沒有這個接收緩沖區,接收來的數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中的數據送到數據鏈路層緩沖區中,然后通過以太網發出去即可,而應用層則要負責處理特定的應用程序細節,這就要求每一個應用程序都有自己的緩沖區,這在一些標準的TCP應用程序(如POP3､SMTP､HTTP､FTP)中是很常見的｡具體的數據處理過程見圖3所示,圖中箭頭所指是數據的流向｡ 4 CS6208的應用 CS6208特別適用于網絡傳輸,尤其是在接入到Internet時,可以非常方便地用于社區安全管理､監控､家居安全､小型儀器設備的網絡化升級和信息家電等｡原來需要專門工具､軟件,且需花費很長的研發時間才能實現的遠程管理和控制,現在使用普通IE或者NetScape等常用瀏覽器軟件,通過Internet即可實現遠程訪問和控制,因而是信息家電等設備In-ternet化升級換代的有力工具｡它的處理速度能夠達到一般網絡接入的要求,由于CS6208支持ARP､ICMP､IP､UDP､TCP､DNS､DHCP､HTTP等常用協議,且應用技術門檻極低,因而無需用戶自己開發TCP/IP等核心軟件,特別適合傳統行業的產品改造和升級;同時它也可以實現RS232到以太網口的傳輸,以使數據輕松接入網絡｡CS6208的外部數據輸入端可以是SRAM或者FIFO接口,數據經處理后直接發送至局域網或者連接到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擴展使用｡圖4是筆者用CS6208設計的網絡攝像機系統的網絡收發服務器子系統(圖像壓縮模塊圖中未畫)｡在該系統中,CS6208作為服務器,壓縮系統模塊不斷地把圖像數據寫到FIFO中,CS6208則不斷從FIFO中讀取數據并進行處理,然后通過網絡發送到局域網或因特網上｡圖中的EEPROM是用來存儲CS6208程序的,串口EEPROM通過I2C總線來配置服務器的IP地址､MAC地址､子網掩碼､網關等信息,主機可以選擇直接通過左側串口對CS6208服務器進行控制,從而大大方便用戶的使用｡實際使用證明:該系統工作非常穩定可靠,具有較高的數據吞吐量｡ |
