【学习笔记】DM9000裸机驱动（一）

1 总体介绍

DM9000是以太网MAC控制器。它有一个一般处理接口、一个10/100M自适应的PHY和4K DWORD值的SRAM。它的目的是在低功耗和高性能进程的3.3V与5V的支持宽带。

DM9000还提供了介质无关接口（MII）。该DM9000支持8位、16位和32位接口访问内部存储器，以支持不同的处理器。DM9000的PHY接口完全支持10MBps下3类、4类、5类非屏蔽双绞线和100MBps下5类非屏蔽双绞线。它的自动协调功能将自动完成配置以最大限度地适合其线路带宽。它还支持IEEE 802.3x全双工流量控制。

2 准备知识

物理层的任务接受一个原始的位流，并试图将它传递到目标机器。

PHY是物理层接口收发器，它实现物理层。包括MII（与介质无关接口）子层、PCS（物理编码子层）等其它子层。

PHY在发送数据的时候，接受MAC发过来的数据（对PHY来说，没有帧的概念，对它来说一切都是原始的位流）。然后每4bit增加1bit的检错码，然后把并行数据转化为串行流数据，再按照物理层的编码规则把数据编码，再变为模拟信号把数据送出去。

隔离变压器把PHY送出来的差分信号用差模耦合的线圈耦合滤波以增强信号，并通过电磁场的转换耦合到连接网线的另一端。

MII（与介质无关接口）。与介质无关表明在不对MAC硬件重新设计或交换的情况下，任何类型的PHY设备都可以正常工作。

MAC（介质访问控制协议）主要负责控制与连接物理层的物理介质，以实现无差错传输。在发送数据的时候，MAC协议可以事先判断是否可以发送数据，如果可以发送将给数据加上一些控制信息，最终将数据以及控制信息以规定的格式发送到物理层；在接收数据的时候，MAC协议首先判断输入的信息是否有传输错误，如果没有错误，则去掉控制信息发送至LLC层。

3 DM9000原理

DM9000是Davicom公司的一款以太网控制芯片，在网络中它可自动获得同设定MAC地址一致的IP包，完成IP包得收发，再用一个单片机来结合完成上层协议，就构成了一个完整的网络终端。在单片机中嵌入了一个精简TCP/IP协议栈。

3.1 DM9000结构框图

3.2 DM9000的PIN

DM9000的管脚分为8大类。

第一类：MII Interface

    外部扩张接口，TQ2440没用。

第二类：Processor Interface

处理器（ARM）与DM9000的接口，包括：片选、地址、数据、命令、状态标志。

IO16：字命令标志，当内部存储器的总线是16位或32位时。

INT：中断请求。

第三类：EEPROM Interface

    控制EEPROM的接口，TQ2440没有用。

第四类：Clock Interface

    25M时钟接口。

第五类：LED Interface    

第六类：10/100M PHY/Fiber

与网线相连的。

第七类：Miscellaneous

    对TQ2440来说没什么用。

第八类：Power Pins

用在TQ2440上的管脚

管脚号	输入输出类型	管脚名称	管脚功能
1	I	IOR#	读命令
2	I	IOW#	写命令
3	I	AEN	地址使能
4	O	IOWAIT	L表示命令等待，正常情况下时H。使用上拉电阻进行上拉，增强信号。
6~13， 89~82	I/O	SD0~15	数据总线
92	I	CMD	命令类型： H：数据；L：地址
100	O	INT	中断请求
以下为不重要的
14（硬件）	I	RST	复位（H）。被接地，故不能硬件复位。
93~98（硬件）	I	SA4~9	地址总线，选择DM9000。 在TQ2440中， SA9、SA8：H； SA7、SA6、SA5、SA4：L；
80（硬件）	I	PW_RST#	低电平有效，用于上电复位。
67（硬件）	I/O	EECS	用于LED模式选择引脚。 H：模式1(TQ2440) L：模式0
62（LED灯）	O	LINK&ACT#	与LED相连 （1）在LED mode1表示连接和内部PHY的载波侦测信号的运行情况 （2）在LED mode2 表示内部PHY的载波侦测信号的运行情况
60（LED灯）	O	SPEED100#	L表示内部PHY运行在100Mbps; H表示内部PHY运行在10Mbps
29	I	RXI+	TP RX Input
30	I	RXI-	TP Rx Input
33	O	TXO+	TP TX Output
34	O	TXO-	TP TX Output

3.3 DM9000的寄存器

 DM9000有许多的控制和状态寄存器，我们可以通过主机控制它。这些控制和状态寄存器（CSRs）是字节对齐的。所有的CSRs被硬件被设置为它们默认的值，也可以被软件设置为制定的值。

具体请参考DM9000的datasheet。

3.4 DM9000的初始化

（1）配置相关管脚

（2）进行ID测试

（3）配置寄存器

        a) 激活内部PHY

        b) 软件复位

        c) 使能中断

       d) 清除原网络状态和中断状态

       e) 对发射和接收进行新的控制

       f) 设置MAC地址

      g) 清除原网络状态和中断状态

      h) 使能中断

注意将MMU的BANK4的权限设为NCNB。

MMU_SetMTT(0x20000000,0x27f00000,0x20000000,RW_NCNB);

DM9000初始化函数如下

//================================================================
//DM9000_Init()
//1.将相关的管脚配置好
//2.将相关的寄存器配置好

//初始化寄存器主要做的事情：
//1.复位
//2.清楚原先的状态
//3.对发射、接收进行控制
//4.使能中断
//在设置时，有些地方需要重复设置。
//================================================================
void DM9000_Init()
{
	U8 i;
	
	//1.配置管脚
	EINT_INIT( EINT7, Rising_edge);
	//2.进行ID测试
	Test_DM9000_ID();
	//3.配置寄存器
	//3.1.激活内部PHY
	DM9000_Write(GPCR,0x01);//设置GPCR bit[0]=1，使DM9000为GPIO0为输出
	DM9000_Write(GPR,0x00);//GPR bit[0]=0，使GPIO0输出低电平以激活内部PHY
	uDelay(5000);
	
	//3.2 软件复位
	DM9000_Write(NCR,0x03);	//软件复位，MAC内部循环反馈（？）
	uDelay(3000);			//延时10us以上，等待软件复位完成
	DM9000_Write(NCR,0x00);	//复位完成，设置正常工作模式
	DM9000_Write(NCR,0x03);	//第二次软件复位。确保软件复位完全成功
	uDelay(3000);			
	DM9000_Write(NCR,0x00);
	
	//3.3 使能中断
	DM9000_Write(IMR,0x80);//使能指向SRAM的指针的自动返回功能
	
	
	//3.4 清除原网络和中断状态
	DM9000_Write(NSR,0x2c);	//清除各种状态标志位
	DM9000_Write(ISR,0xbf);	//清除所有中断标志位,8-bit
	
	//3.5 对发射和接收进行新的控制
	//    对中断进行新的控制
	DM9000_Write(RXCR,0x39);//接收控制
	DM9000_Write(TXCR,0x00);//发送控制
	DM9000_Write(BPTR,0x3f);//设置RX的最低阀值，小于将产生拥塞
	DM9000_Write(FCTR,0x00);//接收FIFO门限3K，8K
	DM9000_Write(FCR,0xff);//启动一些控制功能
	DM9000_Write(SMCR,0x00);//未启动特殊模式
	
	//3.6  设置MAC地址 
	for(i=0; i<6; i++)
		DM9000_Write(PAR+i, mac_addr[i]);
	//3.7  清除原网络状态和中断标志位
	DM9000_Write(NSR,0x2c);	//清除各种状态标志位
	DM9000_Write(ISR,0x3f);	//清除所有中断标志位,8-bit
	
	//3.8 使能中断
	DM9000_Write(IMR,0x81);//使能指向SRAM的指针满后自动返回功能。
						   //使能数据包接收中断
						   
	Uart_Printf("DM9000初始化结束");
	/////////////////MAC地址///////////////////////////////
	Uart_Printf("\r\nMAC = %x",DM9000_Read(PAR)&0x00ff);
	Uart_Printf("  %x",DM9000_Read(PAR+1)&0x00ff);
	Uart_Printf("  %x",DM9000_Read(PAR+2)&0x00ff);
	Uart_Printf("  %x",DM9000_Read(PAR+3)&0x00ff);
	Uart_Printf("  %x",DM9000_Read(PAR+4)&0x00ff);
	Uart_Printf("  %x\r\n",DM9000_Read(PAR+5)&0x00ff);
}