采用RTL8019AS芯片和ISP1161芯片实现对VG2的以太网和USB接口扩展

采用RTL8019AS芯片和ISP1161芯片实现对VG2的以太网和USB接口扩展

1、引言

2、 VG2的以太网和USB硬件接口设计

2．1芯片简介

2．2 VG2的TCP／IP和USB接口设计

2．2．1硬件设计

2．2．2 USB接口设计

VG2采用PCS7和IRQ7分别作为ISP1161的片选信号和中断信号，ISP1161采用I／O通信的方式。

ISP1161寄存器是一个指令-数据双重结构寄存器。一个完整的寄存器访问周期首先为指令阶段，然后为数据阶段。指令（也可以理解为寄存器的指针）指向ISP1161的下一个将被访问的寄存器。一个指令为8位长，在一个微处理器的16位数据总线上，指令占用低字节，高字节被填充为0。微处理器先向指令端口写入一个指令代码．然后从数据端口读／写数据字。

当PCS7有效时，VG2为ISP1161映射从0x1700 0000开始的1 MB内存。ISP1161主机控制器的数据和命令地址分别是Ox0170 0000和Ox0170 0002，设备控制器的数据和命令地址分别是0x0170 0004和0x0170 0006。

3、软件设计

系统的软件部分通过在VG2中嵌入实时多任务操作系统μC／OS一Ⅱ来实现。在μC／OS一Ⅱ平台上分别对各个接口进行多任务的控制。

3．1 μC／OS-Ⅱ移植

μC／OS一Ⅱ是一个完整、可移植、固化、裁剪的占先式实时多任务内核。如果只保留其最核心的代码，则可压缩到3 KB。将μC／OS-Ⅱ移植到VG2微处理器上需改写与硬件相关的汇编语言。具体改写内容如下所示：

（2）改写OS_CPU_C．C中部分函数

OSTaskStkInit（）为任务栈结构的初始化函数。VG2响应中断请求信号后，将当前寄存器值按先入后出的顺序压入堆栈。

OSTaskStkInit（）按照压入堆栈顺序对各任务栈初始化。

OSStartHighRdy（）函数跳转到所有处于就绪状态任务中优先级最高的任务开始运行。操作系统首先得到最高优先级任务栈的指针，然后从任务栈中弹出所有寄存器值，实现跳转。

OSCtxSw（）是任务级的任务切换函数。swi 7（软件中断）的中断向量指向该函数。当需要任务切换时，首先该函数将当前任务寄存器值压入堆栈。然后将当前任务任务栈指针保存到任务控制块中。最后判断出最高优先级任务，并弹出其任务栈内容，开始运行。

OSIntCtxSw（）为系统执行中断后任务调度函数。系统在中断响应后执行该函数判断出最高优先级任务，然后弹出其任务栈内容，开始运行。

3．2以太网接口的TCP／IP协议移植

3．3 USB接口的PTD协议移植

VG2与ISP1161之间以PTD（Philips Transfer Des criptor）数据格式进行通信。PTD数据提供了USB通信的相关信息，如指令、状态和USB数据包等。VG2中PTD数据的物理存储介质是微处理器的系统RAM。对于ISP1161，存储介质为内部FIFO缓冲区RAM。ISP1161可使用PTD数据结构定义一块数据缓冲区，使其与USB终端设备进行通信。VG2设立这个数据缓冲区采存放当前帧（1 ms帧）。每帧传送的承载数据必须包含一个PTD作为传输头，以描述传输特性。PTD数据一般为DWORD（双字或4字节）格式。

PTD数据头为8个字节的数据结构，包含了ISP1161的传输类型、装载数据的发送位置、装载数据的实际大小、传输速度、传输对象等。当传输执行完毕后。其内部会作相应的改变，在PTD数据头中表征了本次传输结果．包括传输发生的错误信息等。

3．4部分程序流程

本设计采用的操作系统是实时操作系统，可以同时支持以太网通信和USB设备数据存储，系统能获得很高的效率和稳定性。

4 、结束语

本文采用RTL8019AS通过TCP／IP协议规范及LwIP，实现了VG2的TCP／IP协议栈，通信波特率可达到10Mb/s。同时采用Philips公司的ISP1161，实现VG2的USB主／从控制接口扩展，符合USB1．1规范，通信速率可达到1．5Mb／s。该设计用于所研制的数字化家居智能控制器，通过以太网、USB和其他接口，将家用电器、家庭安防、门禁、四表自动抄表、有线电视网、电话和宽带网系统等独立单元的家居设施跨平台有机结合，实现远／近程操作控制和数据存储与交换。

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