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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Mise en œuvre sur la base de la puce W5100 d'un appareil pour travailler dans des réseaux Ethernet. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / ordinateurs Actuellement, l'accès à distance à l'information, la collecte de données, le contrôle et la télésurveillance dans l'industrie, les systèmes de sécurité, la téléphonie IP et les services de communication vidéo sont largement développés dans la vie quotidienne et la vie professionnelle. Tout cela devient partie intégrante de la vie moderne. Les canaux de communication sont un composant obligatoire de ces systèmes, et les lignes filaires restent la base de la construction de réseaux informatiques et de télécommunications. La principale technologie utilisée dans les réseaux locaux est Ethernet. La pile de protocoles la plus courante dans les réseaux Ethernet est TCP/IP. Leur structure s'est avérée performante pour la transmission d'informations hétérogènes, elle est optimale pour les réseaux locaux à haut débit avec trafic multimédia. Ce sont ces protocoles qui ont formé la base d'Internet. Ils peuvent être mis en œuvre de plusieurs manières. La première voie est logicielle. Mais il y a beaucoup de difficultés en cours de route. La création d'une pile de protocoles logiciels ou même le portage existant, librement distribué dans des piles de code source (comme IwlP, ulP) est une tâche assez complexe et chronophage. La pile nécessite un système d'exploitation, qui peut également prendre beaucoup de temps pour s'adapter à un microcontrôleur spécifique. De plus, presque tous les systèmes d'exploitation (à l'exception de quelques clones de Linux) ne sont pas distribués gratuitement. L'implémentation logicielle des protocoles utilise intensivement les ressources du système d'exploitation, du processeur et de la mémoire, ce qui affecte négativement les performances du système dans son ensemble. Pour éviter au microcontrôleur d'effectuer des procédures de transfert de données sur un canal de communication et réduire considérablement le temps de développement, la deuxième méthode permet - la mise en œuvre matérielle d'une partie des protocoles à l'aide de LSI spécialisés. Cet article décrira la mise en œuvre pratique d'un système conçu pour fonctionner dans des réseaux Ethernet utilisant des protocoles standard, construit sur un microcontrôleur et un LSI spécialisé de WIZnet, qui implémente la pile de protocoles TCP / IP dans le matériel. Le microcontrôleur AT91SAM9261 avec un cœur de processeur ARM9 a été utilisé. Son choix a été influencé par la présence d'un certain nombre de fonctions périphériques nécessaires. Cependant, il est possible d'utiliser presque n'importe quel autre microcontrôleur, y compris un microcontrôleur beaucoup moins productif, même si cela peut devoir être payé par une baisse du taux de change. Pour la mise en œuvre matérielle des protocoles TCP / IP, la puce W5100 est utilisée, qui a les capacités suivantes: - implémentation matérielle des protocoles TCP, UDR ICMR IPv4 ARR IGMR PPPoE, Ethernet ;
La base de la configuration du système était la carte de développement AT91SAM9261-EK disponible. Un module WIZ810MJ a été installé sur la carte, contenant une puce W5100 avec la « tuyauterie » nécessaire et un ensemble RJ113BZ - un connecteur RJ-45 avec transformateurs d'isolation galvanique intégrés et éléments correspondants. Pour la connexion à un appareil de contrôle (microcontrôleur), le module est équipé de deux connecteurs PBD2-28 broches. Toute la documentation nécessaire pour travailler avec la puce W5100 et le module WIZ810MJ est disponible sur le site officiel de la société WIZnet : wiznet.co.kr. Il existe également le code source en C du pilote, qui implémente des fonctions de haut niveau pour travailler avec les sockets W5100, ainsi qu'un guide pour le portage du pilote. Je voudrais noter que toute la documentation est rédigée sous une forme très simple à comprendre, donc comprendre la connexion et la programmation du W5100 ne sera pas difficile. La documentation du microcontrôleur AT91SAM9261 est disponible sur at91.com Le schéma de connexion du module WIZ810MJ au microcontrôleur AT91SAM9261 pour un fonctionnement en mode Direct est illustré sur la figure. Les numéros de broches du microcontrôleur sont indiqués entre parenthèses.
Les lignes DO-D7 forment le bus de données, les lignes AO-A14 forment le bus d'adresse. Signal NRD - lecture de la mémoire, signal NWE - écriture dans la mémoire. Le signal RESET, qui réinitialise la puce W5100, peut être envoyé depuis n'importe quelle ligne libre du port du microcontrôleur. La ligne RVO a été utilisée. Le microcontrôleur AT91SAM9261 offre la possibilité de connecter jusqu'à huit appareils, avec lesquels l'échange de données s'effectue comme avec une mémoire externe. Pour chacun d'eux, une zone est allouée dans l'espace mémoire du microcontrôleur et son propre signal de sélection de dispositif (CS) est généré. Dans ce cas, le signal CS6 (fonction alternative de la ligne PCO) est impliqué. Afin de répondre rapidement à un changement d'état du microcircuit W5100, il est nécessaire d'appliquer le signal INT au microcontrôleur et de configurer la ligne de port à laquelle il est appliqué pour générer des requêtes d'interruption sur une différence de niveau descendante. Le gestionnaire d'interruptions logicielles doit analyser le contenu du registre Sn_IR sur la puce W5100. Dans ce cas, l'entrée de demande d'interruption du W5100 est la ligne PC2. Ce qui suit décrit les étapes nécessaires pour configurer le microcontrôleur et la puce W5100 pour qu'ils fonctionnent sur Ethernet. Les fragments de programme sont écrits en C et peuvent être utilisés pratiquement sans modification pour n'importe quel microcontrôleur Atmel ARM.
Tout d'abord, nous devons apporter quelques modifications au fichier types.h. Remplacement de chaîne #définir _DEF_IINCHIP_MAP_BASE_ 0x8000
Ensuite, vous devez transformer les pointeurs 16 bits vers les tampons de réception et de transmission en 32 bits. Pour ce faire, dans les lignes uintl6 statique
Plus loin dans le texte du programme, nous remplaçons toutes les adresses 16 bits passées en paramètres de fonction par des adresses 32 bits. Une fois ces remplacements effectués, vous pouvez enregistrer le fichier et utiliser les fonctions de haut niveau du pilote dans le programme principal.
Il ne reste plus qu'à initialiser le SMC (Static Memory Controller) du microcontrôleur pour générer le signal CS6 (Tableau 1) et saisir les valeurs souhaitées dans les registres de la puce W5100 (Tableau 2).
Maintenant que tous les paramètres nécessaires ont été définis, le système est prêt à fonctionner sur l'un des protocoles pris en charge par la puce W5100.
Par exemple, dans le tableau. La figure 3 montre une procédure possible de réception de messages en mode "serveur", et sous forme de tableau. 4 - la procédure de transfert en mode "client".
L'inconvénient le plus important de la puce W5100 est l'absence d'une capacité intégrée à fragmenter les packages. Par conséquent, lors de l'envoi de grandes quantités d'informations, leur répartition en paquets devra être prise en charge par le programme du microcontrôleur. Cela empêche également la puce d'être utilisée comme routeur. Néanmoins, la puce W5100, en raison de son faible coût et de la disponibilité des codes sources des pilotes, peut être recommandée pour connecter des systèmes à microcontrôleur à un réseau Ethernet utilisant les protocoles TCP / IP standard. Auteurs : K. Snegov, R. Shishko, Voronej ; Publication : radioradar.net
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