PCI接口设计：DSP与RTL8139以太网控制芯片的结合

"单片机与DSP中的DSP与PCI网卡接口设计" 在嵌入式系统中，以太网接口的设计是至关重要的，因为它允许设备通过网络进行通信。传统上，以太网控制器通常采用ISA接口，但随着技术的发展，PCI（Peripheral Component Interconnect）总线因其更高的数据传输速率和更高效的系统集成而逐渐成为主流，尤其是在PC机领域。然而，在嵌入式系统中，PCI接口的应用尚未普及。本文关注的是如何在单片机与DSP（Digital Signal Processor）系统中，实现与PCI网卡的接口设计，特别是利用Realtek公司的RTL8139芯片。 RTL8139是一款高性能的PCI接口10/100M自适应以太网控制器，它支持32位PCI总线操作，并遵循PCI 2.2标准，这意味着它可以兼容各种现代操作系统并提供高级电源管理功能，如ACPI（Advanced Configuration and Power Interface）。该芯片具备全双工流量控制，符合IEEE 802.3u 100Base-T和IEEE 802.3x标准，确保了网络通信的稳定性和效率。此外，它还包含128KB的BootROM，支持网络唤醒和远程唤醒功能，以及两个2KB的收发FIFO，以优化数据传输速率，最大可达到200Mbps。 在RTL8139的PCI接口设计中，关键在于理解PCI总线的工作原理。PCI总线分为主设备和从设备两种角色，主设备能控制总线，而从设备只能响应总线请求。RTL8139提供了51条引脚，包括地址/数据信号（AD31～0），这些信号在FRAME#有效时作为地址或数据传输。其他关键引脚如CLK、CLOCK#、FRAME#、IRDY#、TRDY#、INT#等，分别用于同步、数据准备、帧信号、中断请求等，确保了PCI总线上的正确通信。 实现DSP与RTL8139的接口设计需要考虑以下几个方面： 1. **地址映射**：将RTL8139的PCI配置空间和内存空间映射到DSP的地址空间，以便DSP能够访问和控制网卡。 2. **中断处理**：设置中断向量，使得当网络活动发生时，RTL8139可以通过INT#信号向DSP发送中断请求，然后由DSP进行相应的数据处理。 3. **数据传输**：设计DMA（Direct Memory Access）机制，允许数据直接在RTL8139和DSP的内存之间传输，减轻CPU负担。 4. **初始化和配置**：在系统启动时，需要对RTL8139进行初始化，配置MAC地址、网络模式等参数。 5. **错误处理和状态监测**：建立有效的错误检测机制，以及实时监控网卡的状态，确保网络通信的可靠性。 在实际应用中，这种接口设计不仅需要硬件层面的连接，还需要编写相应的驱动程序，以实现硬件与操作系统的交互。通常，这涉及到对PCI配置寄存器的操作，以及中断服务例程的编写。通过这样的设计，可以充分利用PCI的高速特性，使得基于DSP的嵌入式系统能够高效地接入以太网，实现高速数据传输和复杂的网络功能。