[發明專利]一種片上可編程系統連接到以太網的方法

無效

• 申請號: 200910018766.1
• 申請日: 2009-09-17
• 公開（公告）號: CN101651673A
• 公開（公告）日: 2010-02-17
• 發明（設計）人: 袁東風;徐超;王恒;苗全;徐加利;仝紅紅;黃權;魏斌;林賀;石祚夫;王鳳菊;賈會超;岑楠
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L12/28
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司
• 代理人: 王緒銀

技術領域

本發明涉及一種片上可編程系統連接到以太網的方法，屬于電子信息技術領域。

背景技術

以太網作為目前應用最廣泛的局域網技術，憑借其開放性好、成本低廉、數據傳輸率高等諸多優勢，在工業自動化和過程控制、家庭智能化領域得到了越來越多的應用。目前，已經存在的大量的終端，例如：單片機系統、嵌入式系統通過以太網連接到國際互聯網上。

隨著集成電路技術的發展，片上系統和片上可編程系統已經被大量應用在智能終端系統之中。片上系統(SOC：System?on?Chip)指的是在單個芯片上集成一個完整的系統，將多個IC芯片整合到單一芯片中。隨著集成電路技術的進一步發展，Altera和Xilinx公司將自己生產的可配置CPLD(復雜可編程邏輯器件)、FPGA(現場可編程門陣列)與可配置處理器內核結合在一起，推出了片上可編程系統(SOPC，System?On?ProgrammableChip)解決方案。可編程片上系統(SOPC)具有靈活的設計方式，可裁減、可擴充、可升級，并具備軟硬件在系統可編程的功能，正在被廣泛應用于智能控制領域。

目前，SOPC系統通常是在FPGA芯片內部硬件實現TCP/IP協議、MAC協議、PHY協議，或者內部硬件實現TCP/IP協議、MAC協議，外接PHY芯片，或者內部軟件實現TCP/IP協議，硬件實現MAC協議，外接PHY芯片。這種實現過程比較復雜，實現周期比較長，所以本發明使用韓國Wiznet公司的內部集成TCP/IP協議、MAC協議、PHY協議的網絡芯片-W5100，簡化了片上系統的聯網設計過程。

DW8051核是Synopsys公司Design?Ware庫中的一個IP(Intellectual?property)核，指令兼容MCS-51系列單片機，其平均運行速度是普通單片機的3倍。是經過業界驗證的成熟的8位IP核。

串行外設接口(Serial?Peripheral?interface)主要用來完成并行總線接口到外部串行總線接口之間的數據轉換。串行外設接口邏輯簡單、接口引腳少、編程應用方便，正是出于這種簡單易用的特性，現在越來越多的芯片集成了這種通信協議。

傳統的基于DW8051核的片上可編程系統聯網方法通常是，使用硬件描述語言編寫復雜的以太網聯網模塊。以太網聯網模塊包括TCP/IP(Transmission?ControlProtocol/Internet?Protocol，傳輸控制協議/互聯網絡協議)協議、MAC(Media?AccessControl，介質訪問控制)協議、PHY(Physical?Layer，物理層)協議。這種方法編程實現復雜，開發周期長，不利于產品開發，快速占領市場。

發明內容

針對現有技術比較復雜的缺點，本發明提供一種簡單易行的片上可編程系統聯接到以太網的方法。

技術術語說明：

FPGA芯片：現場可編程門陣列。

DW8051核：是代碼模塊，可寫入FPGA芯片生成硬件電路。

SFR譯碼模塊：特殊功能寄存器譯碼模塊。

SPI模塊：串行外圍接口模塊。

一種片上可編程系統連接到以太網的方法，將DW8051核下載到FPGA芯片，形成一個處理器，該處理器通過SFR總線與SFR譯碼模塊連接，SFR譯碼模塊與SPI模塊相連接，SPI模塊通過SPI總線與網絡芯片進行數據通信，網絡芯片通過網絡接口傳輸數據到以太網或接受來自以太網的數據，從而實現片上可編程系統與以太網的通信。

所述的FPGA芯片是一個現場可編程門陣列，型號為美國ALTERA公司的CycloneIIEP2C20芯片。

所述的DW8051核是代碼模塊，為美國Synopsys公司Design?Ware庫中的一個IP核。

所述的SFR譯碼模塊為特殊功能寄存器譯碼模塊，是使用硬件描述語言Verilog?HDL編寫代碼，然后下載到FPGA芯片中形成的硬件模塊，其作用是，把有關數據傳遞到SPI模塊，或者，接受來自SPI模塊的數據，把數據存儲到DW8051模塊的相應寄存器。

所述的SPI模塊是一個串行外圍接口模塊，是使用硬件描述語言Verilog?HDL編寫代碼，然后下載到FPGA芯片中形成的硬件模塊，其作用是SPI模塊將數據送出到SPI總線，或者，接收SPI總線上的數據。

所述的網絡芯片型號為韓國Wiznet公司的W5100芯片。

所述的網絡接口型號為常用的以太網接口RJ45。