TCP传输协议中Interval Timer核的设置及其使用

一、摘要

　　在博文“DIY_DE2之DM9000A网卡调试系列例程（四）——基于NicheStack协议栈的TCP/IP实现”中提到，通过SOPC搭建NIOS II软核时候，需要一个Interval Timer核，以供uC/OS II系统所用。Interval Timer核有多种模式，当时随手选了一个 Simple periodic interrupt模式，数据传输倒也正常。只是，在完成基于UDP协议的视频传输的基础上，进行基于TCP协议的视频传输时（二者的硬件配置完全相同），网络传输不能工作，最后断定了Interval Timer核的问题，选择了Full-featured模式，网络正常工作。下面描述一下Interval Timer核。

 

二、Interval Timer核概述

该时间计数器是基于Avalon架构的处理器设计的时间计数器。该计数器有如下特点：

（1）32位和64位计数；

（2）具有计数开始、计数停止、和复位计数器功能；

（3）两种技术模式：单次计数、连续计数；

（4）计数周期寄存器；

（5）当计数器计数到0时，可以选择使能或者禁止触发中断（IRQ）；

（6）可选作为看门狗，即当计数器从不达到0，产生系统复位；

（7）可选产生周期脉冲，当计数器计数到0时；

（8）可用于32位或者16位处理器中。如16位的NIOS和32位的NIOS II。

 

三、在SOPC Builder中实例化Interval Timer核

 

3.1 计数周期（Timeout Period）

　　计数周期决定了周期计数器（period registers）的值。处理器可以通过写周期计数器（period registers）改变计数器值。或者当禁止可写周期（Writeable period），周期计数器（period registers）不可通过处理器的写操作而改变；此时周期计数器只能是一个不可改变的固定周期计数值。

Interval  Timer的计数周期是系统时钟周期的整数倍。实际的时钟周期可以这样求：

（1）求出系统的时钟。指驱动Interval Timer 的时钟。一般与NIOS II时钟一致。

（2）将周期计数器里面高16位和低16位的值乘与时钟时期即得计数周期。

3.2 计数大小（Counter Size）

　　该设定决定了计数器的位宽。可以设定为32位或者64位。32位位宽的计数器包含有2个16位的寄存器；而64位位宽的计数器包含有4个16位宽的寄存器。该设定同样应用至snap单元。

3.3 硬件选项（hardware counter size)

（1）Simple periodic interrupt—该设定用于只需要一个带有中断(IRQ)的计数器。该方式下，计数周期是固定不可软件更改的，且计数不能停止但中断（IRQ）可禁止。

（2）Full-featured—该配置适用于一个可被处理器更改，可变计数周期，且其开始、停止均可被更改的计数器。

（3）Watchdog—适用于系统需要看门狗的情况。当系统停止响应，该配置能使系统复位。

（4）Custom—自定义。

3.4 寄存器（register）设定说明

（1）Writeable period——当选中此项，则主外设（NIOS II）可通过写周期寄存器（period registers）达到修改计数周期的目的。若未选中此项，则计数周期被确定为（Timeout Period），不可更改；同时周期寄存器（period registers）不再存在。

（2）Readable snapshot——当选中此项，则主外设（NIOS II）可以读取当前计数值。若未选中此项，则主外设只能依靠查询状态寄存器（status register）或者中断（IRQ）标志来得知计数状态；此时（snap registers）并不存在，读取该寄存器会有不确定的数值。

（3）Start/Stop control bits——当选中此项，则主外设（NIOS II）可以通过写控制寄存器（control register）来 启动、停止计数器。若未选中此项，则计数器默认为连续计数模式。值得注意的是，当系统看门狗复位（System reset on timeout (watchdog)）是使能状态，则控制寄存器（control register）中的（start）位被置位，而不管Start/Stop 控制位的状态。

3.5 信号输出选项（Output signals）

（1）Timeout pulse (1 clock wide)——当选中该项，则计数器产生一个信号端口（timeout_pulse），该信号端口在计数器减计数至0时产生一个系统时钟周期的高电平。若未选中该项，则计数器不产生该信号端口。

（2）System reset on timeout (watchdog)——当选中该项，则计数器产生一个复位信号端口（resetrequest port）该信号在计数器减计数至0时产生一个系统时钟周期的高电平。若未选中该项，则该信号端口不存在。

3.6 配置计数器为看门狗

若要使用看门狗，则应作如下选择。

（1）presets：选择Watchdog；

（2）Timeout Period修改成所需要的时间

（3）Writeable period禁止；

（4）Readable snapshot禁止；

（5）Start/Stop control bits禁止；

（6）Timeout pulse禁止；

（7）System reset on timeout (watchdog)使能。

　　复位之后看门狗是禁止的。随后，处理器往控制寄存器（control register）的START位写1，开启看门狗计数。看门狗一旦开启，就不能结束。为了不使系统复位，处理器应该定时地复位计数值。

 　　

　　PS：更详细的文档可以参考官方的datasheet。