嵌入式以太网设计

文章摘要：在Linux/μclinux 中，整个网络接口驱动程序的框架可分为四层，从上到下分别为协议接口层、网络设备接口层、提供实际功能的设备驱动功能层、以及网络设备和网络媒介层。这个框架在内核网络模块中已经搭建好了，我们在设计网络驱动程序时，要做的主要工作就是根据上层网络设备接口层定义的net_device结构和底层具体的硬件特性，完成设备驱动的功能。在网络驱动程序部分主要有两个数据结构，一个是sk_buff，TCP/IP 中不同协议层间以及和网络驱动程序之间数据包的传递都是通过这个结构体来完成的，这个结构体主要包括传输层、网络层、连接层需要的变量，决定数据区位置和大小的指针，以及发送接收数据包所用到

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　　在Linux/μclinux 中，整个网络接口驱动程序的框架可分为四层，从上到下分别为协议接口层、网络设备接口层、提供实际功能的设备驱动功能层、以及网络设备和网络媒介层。这个框架在内核网络模块中已经搭建好了，我们在设计网络驱动程序时，要做的主要工作就是根据上层网络设备接口层定义的net_device结构和底层具体的硬件特性，完成设备驱动的功能。在网络驱动程序部分主要有两个数据结构，一个是sk_buff，TCP/IP 中不同协议层间以及和网络驱动程序之间数据包的传递都是通过这个结构体来完成的，这个结构体主要包括传输层、网络层、连接层需要的变量，决定数据区位置和大小的指针，以及发送接收数据包所用到的具体设备信息等。它的详细定义可参阅内核源代码。

　　另一个就是net_device 结构，它的定义在中。这个结构是网络驱动程序的核心，它定义了很多供系统访问和协议层调用的设备标准的方法，包括供设备初始化和往系统注册用的init 函数，打开和关闭网络设备的open 和stop 函数，处理数据包发送的函数hard_start_xmit，以及中断处理函数等，接口状态统计函数等。

RTL8019AS 驱动程序的实现

　　嵌入式系统开发中，设备驱动的编写会占用很大的工作量。下面详细介绍在本系统中网卡驱动程序设计的步骤。

　　* 初始化函数

　　static int RTL8019_init(struct net_device *dev)

　　{

　　调用ether_setup (dev) 函数设置通用的以太网接口；

　　填充net_device 数据结构的属性字段；

　　调用kmalloc 申请需要的内存空间；

　　手动设置MAC 地址；

　　}

　　* 设备打开与关闭函数

　　static int RTL8019_open(struct net_device *dev)

　　{

　　关闭中断；

　　注册中断号和I/O 地址；

　　初始化设备的寄存器；

　　使能中断；

　　}

　　设备关闭函数与打开函数的动作相反。

　　* 数据包发送函数

　　static int RTL8019_sendpacket(struct sk_buff *skb,

　　struct net_device *dev)

　　{

　　将标志位tbusy 打开；

　　将数据包写入RTL8019 的发送缓冲区，启动DMA 发送功能；

　　释放缓冲区；

　　}

　　* 数据包接收函数

　　static int RTL8019_rx( int irq, void *dev_id, structpt_regs *regs)

　　{

　　申请skb 缓存区存储新的数据包；

　　从硬件中读取新到达的数据；

　　调用函数netif_rx()，将新的数据包向网络协议的上一层传送；

　　}

　　最后，将驱动程序编译进内核，由于μcLinux 不支持模块动态加载，因此必须使用静态编译的方法。如果一切正常的话，使用ifconfig、route add 命令设置IP地址和子网掩码，网卡就能正常工作了。

结束语

　　RTL8019AS 以太网控制器以其优良的性能在嵌入式系统中得到了广泛的应用，而μcLinux行通信和交换数据。试验表明，用HPI 接口在C5416和S3C4510B 间通信满足嵌入式系统的实时性要求。

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