0 引言
嵌入式系统采用以太网接口传输数据相对于传统的串口、并口、1553B总线接口来说具有通用性强、传输速度快的特点,并且保证了较高的可靠性。TI公司在TMS320C6455(以下简称C6000系列高端的芯片中,大多提供了网络接口模块,DSP6455)就是其中典型的一款芯片。它的工作时钟可达1 GHz,片上集成以太网接口模块EMAC。结合TI公司推出的NDK(Net DevelopKit)网络资源开发包,可以大大缩短嵌入式系统中网络应用的开发周期,并且性能不逊于W5300等专业网口芯片。由于一片DSP6455只有一个EMAC接口以及MDIO管理模块,并且NDK的软件初始化只查询一个PHY口就停止,所以传统应用中,典型设计是在该DSP芯片外部接一个PHY芯片,连接一个终端设备,或者通过总线直接连接以太网专用芯片来实现点对点的网络连接。而现在越来越多的嵌入式系统应用需要连接多个终端设备进行组网,在网络中进行数据交换。本文选择利用DSP6455外接Marvell公司的SWITCH芯片(88E6060),该芯片具备6个端口,每个端口都具备100M/10M全双工的通信能力,最终实现该嵌入式系统与其他两个设备的100MHz组播方式的网络通信。
1 电路原理设计
基于TI DSP6455的片内EMAC/MDIO模块、片外SWITCH(88E6060)芯片及其外围电路的接口设计,可以快速实现OSI七层模型中数据链路层和物理层(MAC+PHY)的组建。DSP6455支持三种接口连接方式,MII/RMII/GMII。MII接口(Media Independent Intetface)以及RMII(Reduced Media Independent Interface)接口分别为媒体独立接口和缩减媒体独立接口,它们支持10M/100M工作模式。GMII接口的全称是吉比特媒体独立接口(Gigabil Media Independent Interface),它支持10M/100M/1 000M三种工作模式。因为选取的88E6060只支持百兆MII/RMII的接口方式,本设计采用MII的接口方式进行连接,信号连接框图如图1所示。
设计过程中,使用88E6060的port5作为MII接口与DSP6455的EMAC接口进行连接,port0~port4可以任意使用,作为PHY对外进行连接。本设计以应用port0和port1为例进行说明,其他情况相似。配置时将88E6060的ENABLE_MII5和DISABLE_MII4管脚悬空,通过其内部上拉/下拉使能port5的MII口,DSP6455通过MDIO接口对88E6060的内部PHY寄存器进行访问,通过EMAC接口发送和接收网络数据。