nios ii下网络设备lan91c111加载机制分析

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1、NiosII下网络设备LAN91C111加载机制分析乔从连（船舶重工集团公司723所，扬州225001）摘要：本文主要针对lan91c111在NiosII平台下的网络通讯应用，结合HAL系统库、lwIp协议，详细分析了NiosII平台下网络设备的加载机制。关键词：SOPC；NiosII；lan91c111；lwIptheLoadingMechanismAnalysisofLan91c111basedonNiosIIQIAOCong-lian(The723InstituteofCSIC,Yangzhou225001,China)Abst

2、ract:Thispapermostlyaimedatthenetcommunicationoflan91c111intheNiosII,combinedtheHALsystemlibraryandthelwIpprotocol,particularlyanalysedtheloadingmechanismoflan91c111basedonNiosII.Keyword:SOPC；NiosII；lan91c111；lwIp0引言在NiosII平台上开发网络通讯时，对网络设备lan91c111的支持的需求，需要理解该网络芯片如何在Nio

3、sII系统平台中如何一步步加载成功，直至可以进行用户要求的TCP或UDP通讯开发。Altera所推出的NiosII平台中，其HAL系统库可以支持开放式硬件驱动开发；为了支持网络通讯开发而将裁剪版的TCP/IP协议lwIP移植进来。完整的lan91c111的逻辑控制接口及驱动已被NiosII平台支持。以下将先简单介绍NiosII平台、lan91c111网络芯片、HAL系统库、lwIP，然后详细分析NiosII平台下lan91c111网络设备的加载机制。1NiosII平台介绍、LAN91C111网络芯片传统的集成电路设计技术是将IC芯片通

4、过印刷电路板（PCB）等技术实现整机系统的。尽管IC的速度可以很高，功耗可以很小，但由于PCB板中IC芯片之间的连线延时、PCB板可靠性及重量等因素的限制，整机系统的性能受到了很大的限制。SOPC（SystemonaProgrammableChip）是Altera公司提出来的一种灵活高效的片上系统解决方案。它将处理器、存储器、I/O口、LVDS、CDR等系统设计需要的功能模块集成到一个PLD器件上，构建成一个可编程的片上系统。NiosII是Altera公司为了支持可编程SOPC系统而推出的软核处理器，可放入FPGA中，它只占芯片内部很

5、少的一部分逻辑单元，成本很低。所以我们也可以将NiosII处理器理解为可在可编程逻辑器件内实现的CPU。NiosII平台支持网络通讯功能，通过对外围网络芯片设备的支持来完成；目前已提供了完整的对LAN91C111芯片的逻辑接口支持。LAN91C111是SMSC公司为嵌入式应用系统推出的第三代快速以太网控制器，集成了遵循SMSC/CD协议的MAC(媒体层)和PHY(物理层),符合IEEE802.3/802.U-100Base-Tx/10Base-T规范,主要功能如下:·自适应的传输速率,支持100M/10Mbps·支持突发数据的传输.8

6、kb的内部存储器件用于接收和发送的缓存·支持8位,16位,32位的数据传输方式·提前发送和接收功能.2HAL系统库简单介绍5HAL系统库是一个轻量级的运行环境，它为应用程序与底层硬件设备提供了一个简单的设备驱动程序接口；HAL的API与标准C库结合在一起，HALAPI可以允许用户使用熟悉的C库函数比如printf()、fopen()和fwrite()等来访问设备和文件。HAL作为NiosII处理器系统的板级支持包，为你的嵌入式系统提供了一个统一的外设接口。通过对SOPCBuilder和NIOSIIIDE的紧密结合使用，用户可以轻松得到

7、一个HAL系统。首先由SOPCBuilder产生一个硬件系统，然后NiosIIIDE能够根据你之前建立的硬件系统来定制相匹配的HAL系统库；此外，硬件配置上的改变可以自动反映到HAL设备驱动配置上，从而可以消除由底层硬件的细微变化产生的bug。HAL设备驱动为应用程序与设备驱动软件提供了一个清除的区别。HAL设备驱动的存在使得用户可以不用去关心底层硬件的变化而重复调用应用程序代码。另外也很容易在已有的HAL设备驱动库下对新增加的硬件外设编写与现有外设驱动兼容的设备驱动程序。HAL结构图如图1所示：图1HAL结构图3LWIP简单介绍lw

8、IP是一套小型化的TCP/IP传输控制协议，它可以在提供完整的TCP/IP功能的同时减少系统资源的使用。lwIP就是专为存储器容量较小的嵌入式系统设计，自然也就适用于NiosII处理器系统。lwIP包括以下功能：●可以捆