关键词：嵌入式系统; S3C44B0X;ARM
1.引言
ARM7TDMI是一种高性能，低功耗的RISC处理器核。采用该内核的S3C44B0X是一款集成了许多外围设备的芯片，同时其性能价格比也是非常高的,非常适合做嵌入式产品的处理器。在众多的嵌入式操作系统中，uClinux由于代码开放性，适用于多种CPU和多种硬件平台，以及强大的网络功能，在中低端的嵌入式设备中有广泛应用。
本文采用基于ARM核的S3C44B0X处理器，使用到广泛应用的源代码公开的uClinux操作系统,实现CPU处理器与RTL8019AS以太网控制器网络通信。
2.以太网接口电路的设计思路与实现
从硬件的角度看，以太网接口电路主要由MAC控制器和物理层接口（Physical Layer, PHY）两大部分构成。
RTL8019AS是台湾readlted公司生产的以太网控制器，支持IEEE802.3;支持8位或16位数据总线;它内部集成了两块RAM，一块16KB，地址为0x4000～0x7FFF;一块32字节，地址为0x0000～0x001F。16K的RAM用作收发数据的缓冲区，一般将0x4000～0x46FF作为发送缓冲区，0x4700～0x7FFF作为接收缓冲区。全双工模式时，收发同时达到10Mbps;支持10Base5、10Base2、10BaseT,并能自动检测所连接的介质。
RTL8019AS与主机的接口模式有三种，（1）跳线模式 这种模式与早期的网络控制器兼容。RTL8019AS的端口基地址、中断口等都由开关或跳线器决定。跳线模式简单，但配置资源麻烦。（2）PnP模式 与微软的PnP协议兼容。在这种模式下，RTL8019AS的端口基地址、中断口等都由EEPROM93C46设定，但需要进行PnP芯片的识别，不便与ARM接口。（3）RT模式为了避免PnP模式下的PnP芯片识别和配置过程, readlted公司提供RT模式。在RT模式下，RTL8019AS的端口基地址、中断口等也是由EEPROM93C46决定的。
S3C4510B内嵌一个以太网控制器，支持MII和BDI接口，可在半双工或全双工模式下提供10M/100Mbps的以太网接入。在半双工模式下，控制器支持CSMA/CD协议，在全双工模式下支持IEEE802.3MAC控制层协议。因此，S3C4510B内部实际上已包含了以太网MAC控制，但并未提供物理层接口，故需外接一片物理层芯片，以提供以太网的接入通道。
物理层接口（PHY）完成所有输入输出数据的编码解码，10Base-T采用Manchester编码;100Base-X采用4B/5B编码;100Base-T4采用8B/6T编码。在接收数据时，MII接收从前缀到末尾CRC的原始数据包。在发送数据时，MII给数据包加上前缀和末尾的CRC。MAC层同时还产生填充数据并传给PHY。
网络电路如图1所示，S3C44B0X使用nGCS2和数据地址总线访问rtl8019的内部寄存器和缓冲区。TS6121是隔离变压器，RJ45是网络接口。
3. 协议分析
Linux下的TCP/IP网络协议栈的各层之间是通过一系列互相连接层的软件来实现Internet地址族的。INET socket为基于IP的协议TCP和UDP管理传输端点。UDP（用户数据报协议）是一个无连接协议，而TCP（传输控制协议）是一个可靠的端对端协议。传输UDP包的时候，Linux不知道也不关心它们是否安全到达了目的地。TCP则不同。在TCP连接的两端都需要加上一个编号，以保证传输的数据被正确接收。在IP层，实现了Internet协议代码，这些代码要给传输的数据加上一个IP头，并且知道如何把传入的IP包送给TCP或者UDP协议。在IP层以下，就是网络设备来支持所有的Linux网络工作，结构层次图如图2所示。
4 socket编程
常用的socket类型有两种：流式socket和数据报式socket。两者的区别在于：前者对应于TCP服务，后者对应于UDP服务，主要包括以下函数：
（1） socket函数
Int socket（ int family, int type, int protocol ）
family指明协议族;type是套接口的类型; protocol通常设置为0;函数成功时返回一个小的非负整数值。
（2）connect函数
Int connect（ int sockfd, const struct sockaddr＊ servaddr, socklen_t addrlen ）
Sockfd由socket函数返回数值，servaddr是一个套接口地址结构的指针,addrlen是该结构的大小，该结构必须含有服务器的IP地址和端口号。
（3）bind函数
Int bind（ int sockfd, const struct sockaddr＊ myaddr, socklen_t addrlen ）
myaddr指向特定于协议地址结构的指针，addrlen是该地址结构的长度。对于TCP，调用函数bind可以指定一个端口，指定一个IP地址。可以两者都指定，也可以一个也不指定。
（4）listen函数
Int listen（ int sockfd, int backlog ）
backlog规定了内核为此套接口排队的最大连接个数,函数listen将未连接的套接口转换成被动套接口，指示内核应接受指向此套接口的连接请求。根据TCP状态转换调用函数listen导致套接口从CLOSED状态转换到LISEN状态。
（5）accept函数
int accept（ int sockfd, struct sockaddr＊ cliaddr, socklen_t＊ addrlen ）
cliaddr是返回的客户端的协议地址, addrlen返回套接口地址结构的长度
accept函数由TCP服务器调用，从已完成连接队列头返回下一个已完成连接。若已完成连接队列为空，则进程睡眠。
系统流程图如图3所示：
5.结束语
本文理论联系实际，主要介绍了RTL8019AS与S3C44B0X的网络接口硬件电路的搭建，并实现了嵌入式系统下的软件程序的设计，且通过验证是正确的。对于在嵌入式设备中，特别是Linux的系统中网络通信应用有重要的参考意义。
本文作者创新点：
1.硬件电路中采用RTL8019作为网络接口，并实现了Linux下的网卡程序设计，且通过验证是正确的
2.软件系统模块化，有很好的可移植性和扩展性。
参考文献：
[1] 李崴巍.基于图像的虚拟现实技术在驾驶模拟器中的应用[J]. 微计算机信息.2006，第9-2期. P230-232.
[2] 姜沫歧,林伟. Protel2004原理图与PCB设计实例[M]. 机械工业出版社,2005.
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