基于linux下的dm9000网卡移植全分析

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DM9000可以直接与ISA总线相连,也可以与大多数CPU直接相连。Mini2440采用的是dm9000直接连接CPUs3c2440)上。就像是nandflash一样直接被挂在CUP上,被挂在s3c2440bank4上。

 

小插曲1s3c2440芯片把存储系统分为了8Bank,由nGCS0[0]~nGCS[7] 8根引脚决定当前访问的是哪一个Bank对应的存储器。其中,前6Bank用于连接ROM或者SRAM(或者类似SRAM接口的存储器,如Nor Flash),而第7和第8Bank用于连接SDRAM,并且规定由第7Bank地址作为SDRAM的起始地址(即0x30000000)。S3c244027根地址线:2^27=128MB,以一个bank最大可寻址128M, 8bank说明s3c2440最大可寻址1G

 

 

基于linux下的dm9000网卡移植全分析_第1张图片

 

 

 

图一

 

小插曲2:当OM[1:0]=01时,bootingROM data width16位,当[1:0]=10时,booting ROM datawidth32位,当OM[1:0]=00时,从NAND FLASH启动。在友善之臂S3C2440开发板上,OM1引脚直接接地。所以说启动bank主要跟nGCS0[0]~nGCS[7]有关,但是OM10】变化的话也会有细微的变化.

 

 

基于linux下的dm9000网卡移植全分析_第2张图片

 

 

 

小插曲3:注意:不同的启动方式,内存的映射是不同的,当从Nand Flash启动时,片上的BootSRAM被映射到了高位地址(0x40000000),而非Nand Flash方式启动时,则映射到了0x00000000.

 

 

基于linux下的dm9000网卡移植全分析_第3张图片

 

 

图二

 

 

 

 

 

基于linux下的dm9000网卡移植全分析_第4张图片

 

 

 

图三

 

首先看一下DM9000的引脚和MINI2440的引脚连接

DM9000 MINI2440 功能描述
SD0 DATA0
数据信号
| |
SD15 DATA15
数据信号


CMD ADDR2
识别为地址还是数据
INT EINT7
中断
IOR# nOE
读命令使能
IOW# nWE
写命令使能
AEN nGCS4
片选使能

可以看出连接了16条数据线,1条地址线,而这唯一的一条地址线用于判断数据线传输的是地址还是数据,所以这16条数据线为数据和地址复用

画个简图吧:

 

基于linux下的dm9000网卡移植全分析_第5张图片

 

 

 

图四

现在开始移植吧:

因为dm9000也是基于平台驱动的,所以我们移植起来会比较方便。

标准驱动移植和修改方法:了解驱动程序框架,确定外设使用的资源,然后将它“告诉”驱动程序,并进行适当设置使它们“可用“。

我们现在已经把外设连接原理图列在上面来了,硬件连接一目了然,所以可以开始移植了。

Linux-2.6.32.2 已经自带了DM9000 网卡驱动驱动,我们需要把mini2440使用到的硬件资源告诉它。

首先添加驱动所需的头文件 dm9000.h

arch/arm/mach-s3c2440/mach-mini2440.c(在你的开发板体系结构板级初始化文件上添加,我的位置是mach-s3c2440/mach-mini2440.c,你的如果不是就自己找一下)

#include

再定义DM9000 网卡设备的物理基地址,以便后面用到:

#define MACH_MINI2440_DM9K_BASE (S3C2410_CS4 +0x300)

问题一:s3c2410_cs4是什么?

见原理图三,nGCS3(也就是nLANLCS)被作为dm9000的选通引脚了,nGCS3选通的是bank4bank4的起始坡地是:0x2000 0000即:s3c2410_cs4

问题二:为什么要加0x300?

先看网上的回答吧:

1、 因为dm9000在板子上的地址是0x20000300.

2、 因为dm9000TX0—TX2为悬空,iobase0x300.

3、 这个需要看原理图,DM9000A中有一个16KB SRAM,所以0x20000000~0x20000000+16K之间。

唉,没有一个像样的答案,写的文章倒看似水平很高的样子,真是悲哀。可都是所谓的csdn专家呀!

我想上面的人,不知道是完全不懂硬件还是不懂装懂,自欺欺人!

首先,Mini2440只有27根地址线,addr0---addr26。可寻址范围是128M

有八个bank用做为内存芯片的选通脚,可以寻址128M*8=1G.

 

 


 

即可寻址范围是:0x20000000-------0x20000000+128M(即:0x27FFFFFF

所以地址写成0x20000000-------0x20000000+128M之间都是可以的,但是注意:addr2必须为0,为什么呢?呆会儿再分析。

上面的答案1,答案2,简直是无稽之谈,无中生有,混蛋答案。迷惑自己更迷惑大家。

上面的答案3,说DM9000A中有一个16KB SRAM,那这个地址应该和cup的地址线地址没有任何关系,因为dm9000是地址线和数据线复用的,

它根本没有用到cup的地址线,他的地址只根驱动写地址命令里面的数据有关。

再填充该平台设备的资源设置,以便和 DM9000 网卡驱动接口配合起来,如下

static struct resource mini2440_dm9k_resource[]= {

[0] = {

.start = MACH_MINI2440_DM9K_BASE, //addr2=0,此空间存放的是要发送的地址

.end = MACH_MINI2440_DM9K_BASE + 3,

.flags = IORESOURCE_MEM

},

[1] = {

.start = MACH_MINI2440_DM9K_BASE + 4, //addr2=1,此空间存放的是要发送的数据

.end = MACH_MINI2440_DM9K_BASE + 7,

.flags = IORESOURCE_MEM

},

[2] = {

.start = IRQ_EINT7, //要使用的外部中断

.end = IRQ_EINT7,

.flags = IORESOURCE_IRQ |IORESOURCE_IRQ_HIGHEDGE,

}

};

 

static struct dm9000_plat_data mini2440_dm9k_pdata = {

.flags = (DM9000_PLATF_16BITONLY |DM9000_PLATF_NO_EEPROM), //传送数据总线为16位宽度

};

static struct platform_device mini2440_device_eth = { //平台设备注册函数,告诉内核设备使用了这些硬件资源

.name = "dm9000",

.id = -1,

.num_resources =ARRAY_SIZE(mini2440_dm9k_resource),

.resource = mini2440_dm9k_resource,

.dev = {

.platform_data = &mini2440_dm9k_pdata,

},

};

 

这样我们把要发送的dm9000的地址信息固定放在了0x20000300,把要存放在该地址的数据存放在0x2000 0304。(因为地址和数据线复用,所以地址和数据需要分两次传送),即:数组【0】是dm9000要取的地址,数组【1】存放dm9000地址对应要存放的数据。数组[2]外部中断号

问题三:.end= MACH_MINI2440_DM9K_BASE + 3,为什么尾地址是+3?

因为一个地址需要四个字节。

 

问题四:数组【1.start= MACH_MINI2440_DM9K_BASE + 4,为什么?

注意这个地址是不能随便选的,必须根据数组【0.start地址和硬件连接情况进行对应的。现在来回答之前提到的问题,为什么MACH_MINI2440_DM9K_BASE定义的时候addr2为能为0.

请看原理图三,或者图四。

注意这里非常重要,一语双关。Addr2即是Cup的地址线addr0-----addr26中的一员:

1、它的任何一位变化都会使得当前CPU访问的地址发生变化。

2、他连接着dm9000的数据/地址选通引脚,即:addr2=0则写的是地址,addr2=1则写的是数据。

因为当我们的基址是:0x2000 0300的时候,我们现在要写数据了,这时候把addr2置高电平也就是1就开始写数据了,同时cup的访问地址发生改变,变成0x20000304了。(这样做有一个好处,就是我们要写地址了就写到0x2000 0300,要写数据了就写到0x20000300+4,而不需要特意的去改变选通脚状态。不需要写地址的时候特意置0,在写数据的时候特意置1,因为我们访问方式改变的时候选通也会随着改变。)

反过来,我们要设这个地址存放是dm9000的地址还是数据时要考虑addr2的情况。也就MACH_MINI2440_DM9K_BASEp这个地址可以设addr2=0的,0x20000000-------0x20000000+128M的任何一个地址。当然不同的开发板可能会不一样,我们硬件可以换成addr2----addr26中的任何一位。

addr0addr1,因为一个数据需要四个字节存放,所以这两位不能做为选通引脚,不然两个存放地址就有重叠的地方了,如果一个数据是一个字节大小则可以)

比如说:我们硬件设定addr3dm9000读写选通引脚,MACH_MINI2440_DM9K_BASEp就设成0x20000000,那么可以这样写:

[0] = {

.start = MACH_MINI2440_DM9K_BASE, //addr3=0,此空间存放的是要发送的地址

.end = MACH_MINI2440_DM9K_BASE + 3,

.flags = IORESOURCE_MEM

},

[1] = {

.start = MACH_MINI2440_DM9K_BASE + 8, //addr3=1,此空间存放的是要发送的数据

.end = MACH_MINI2440_DM9K_BASE + 11,

.flags = IORESOURCE_MEM

},

 

数组【2】则是跟中断有关的硬件资源,这个查看上面的原理图与之对应就可以了。

 

问题六:.flags = (DM9000_PLATF_16BITONLY |DM9000_PLATF_NO_EEPROM),传送数据总线为什么选择16位宽度?

S2c2440支持8位,16位,32位数据传送。看上面的原理图三可知:dm9000只用了LDATA0----LDATA1516位宽度。

 

继续移植:把网卡设备在开机的时候进行注册

static struct platform_device *mini2440_devices[] __initdata = {

&s3c_device_usb,

&s3c_device_lcd,

&s3c_device_wdt,

&s3c_device_i2c0,

&s3c_device_iis,

&mini2440_device_eth,

&s3c_device_nand,

&test2440_device_eth, //这里添加dm9000网卡设备

};

到此为止我们已经把设备注册完毕了,按理来说dm9000可以在s3c2440里面启动起来了,可是这里我们还需要对驱动进行修改。

 

问题七:不是平台驱动吗,内核已经实现了完整的设备无关的驱动吗,我们已经把设备物理信息告诉内核了为什么还要修改驱动呢?

别忘记了,我们这里注册的16位数据宽度,s3c2440默认的是32位数据宽度。还有不同的处理芯片时钟频率是不一样的,网卡使用的频率是有一个范围的。

 

接着我们修改驱动:

打开 linux-2.6.32.2/drivers/net/dm9000.c,头文件处添加2410 相关的配置定义,如下

红色部分:

#include

#include

#include

#if defined(CONFIG_ARCH_S3C2410)

#include

#endif

#include "dm9000.h"

 

下面我们应该修改总线宽度和时序了。

dm9000_init(void)

{

#if defined(CONFIG_ARCH_S3C2410)

unsigned int oldval_bwscon = *(volatileunsigned int *)S3C2410_BWSCON;

unsigned int oldval_bankcon4 = *(volatileunsigned int *)S3C2410_BANKCON4;

*((volatile unsigned int *)S3C2410_BWSCON) =

(oldval_bwscon & ~(3<<16)) |S3C2410_BWSCON_DW4_16 |

S3C2410_BWSCON_WS4 | S3C2410_BWSCON_ST4; //使能总线宽度为16,使能nWAIT

*((volatile unsigned int *)S3C2410_BANKCON4) =0x1f7c; // BANK4控制寄存器,用于控制BANK4外接设备的访问时序。

#endif

printk(KERN_INFO "%s Ethernet Driver,V%s\n", CARDNAME, DRV_VERSION);

returnplatform_driver_register(&dm9000_driver);

}

分析:

unsigned int oldval_bwscon = *(volatileunsigned int *)S3C2410_BWSCON;

unsigned int oldval_bankcon4 = *(volatileunsigned int *)S3C2410_BANKCON4;

这里不用管,是先把这个寄存器的值做好保存,然后等网卡操作结束后再恢复它。

具体分析下两两条就可以了。这里设及的bank寄存器也是硬件相关的,在arch\arm\mach-s3c2410\include\mach\ regs-mem.h

文件里有定义。

 如:
 ……
 
 #define S3C2410_BWSCON_DW3_8 (0<<12) 
 #define S3C2410_BWSCON_DW3_16 (1<<12) 
 #define S3C2410_BWSCON_DW3_32 (2<<12) 
 #define S3C2410_BWSCON_WS3 (1<<14) 
 #define S3C2410_BWSCON_ST3 (1<<15) 
   
 
 #define S3C2410_BWSCON_DW4_8 (0<<16) 
 #define S3C2410_BWSCON_DW4_16 (1<<16) 
 #define S3C2410_BWSCON_DW4_32 (2<<16) 
 #define S3C2410_BWSCON_WS4 (1<<18) 
 #define S3C2410_BWSCON_ST4 (1<<19) 
 ……
 具体查阅该文件与之对应。

*((volatile unsigned int *)S3C2410_BWSCON) =

(oldval_bwscon & ~(3<<16)) |S3C2410_BWSCON_DW4_16 |

S3C2410_BWSCON_WS4 | S3C2410_BWSCON_ST4;

上面语句为使能总线宽度为16,使能nWAIT

*((volatile unsigned int *)S3C2410_BANKCON4)= 0x1f7c; // BANK4控制寄存器,用于控制BANK4外接设备的访问时序。

 

问题八:时序的设置为什么是0x1f7c

这需要查看dm9000数据手册了解该时序过程到底占用了几个时钟周期,并根据CUP时钟速度进行计算,然后用示波器观察结果反复微调。如果不知道怎么算可以学习《计算组成原理》该书有关于时钟,脉冲,指令,总线……响应时间的计算介绍。上面我们设定的是一个很宽松的值,一般的处理器设置成那个值都可以用,但是响应速度当然会有所减慢因为我们是设置最宽松的值嘛。

网上有朋友计算过这个过程,复制过程贴到文章的最下方,如需了解可以查看。

 

移植完毕,下面对DM9000进行配制编译进内核。

#make menuconfig

开始在内核中配置网卡驱动,依次选择如下菜单项

Device Drivers --->Network device support ---> Ethernet (10 or100Mbit) --->

即可找到DM9000的配置项,加入了DM9000 的支持

 

然后执行:

#make zImage

 

到此为止dm9000所有的移植原理全部解析,并且用MINI2440的开发板,内核为linux2.6.32.2 进行过反复测试没有问题。

Over!

Over!

Over!

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网上朋友计算dm9000时序分析如下:http://blog.chinaunix.net/space.php?uid=13321460&do=blog&id=2902457


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