一、W3100芯片功能简介
W3100是韩国Wiznet公司生产的Internet接人芯片。它包含了TCP、IP Ver.4、UDP、ICMP、ARP、DHCP等Internet协议和DLC、MAC以太网协议。其功能框图如图1- 162所示。W3100芯片由4部分组成：微控器接口单元、网络协议引擎、双口RAM及网络物理层介质开关接口MII( Media Independent Interface)单元。W3100支持全双工4～5 Mb/s的数据通信，并可同时支持4个独立的网络连接；提供24 KB的数据缓冲双口RAM;采用0.35 μm的CMOS工艺，64引脚LQFP封装；采用3.3 V电源电压，其I/O接口兼容5V的数字逻辑电平，可非常方便地与单片机和DSP接口。
W3100的引脚分布如图1- 163所示。它通过数据线D[O]～D[7]、地址线A[0]～A[14]和写信号WR、读信号RD、中断信号INT、片选线CS与微控器接口，电源VCC为3.3 V，REST是芯片的外部复位信号。其余的接口线与标准MII物理层芯片（如RTL8210）的接口线相同，在此不再赘述。
W3100集成了功能强大的网络接入协议，设计者完全可以像在局域网中配置IP地址一样简单地配置设计的系统，通过灵活创建和选择TCP或UDP套接字(socket)来完成网上的数据交换。以上工作都是通过设置W3100内部的控制寄存器来完成的。微控器通过执行外部RAM的操作时序来写或读这些寄存器，发送和接收的数据均保存在W3100内部的双口RAM中。W3100的存储空间分配如图1- 164所示。控制寄存器位于地址的低512字节，其中0～255字节是控制寄存器空间，256～16 383是8 KB的发送数据缓冲器区，地址空间16384～32762是16 KB的接收数据缓冲区。其中，低512字节内的控制寄存器分为3类：①与网络命令、状态和中断相关的寄存器；②与IP地址、网关地址、子网掩码、物理地址、超时值相关的寄存器；③与网络连接通道相关的寄存器。本节重点介绍常用的几个重要的控制寄存器：通道控制寄存器、通道中断状态寄存器、中断寄存器、中断屏蔽寄存器、系统寄存器。
1．通道控制寄存器
因W3100同时支持4个连接，所以分别有4个通道控制寄存器。除DO、D7位在通道0控制寄存器中有定义外，其余几位的定义完全一样。DO、D7位在通道控制寄存器1、2、3中均作为保留位。其各位定义如图1- 165所示。
●Sys_lnit（仅通道O有定义）：系统初始化位。用于设置系统的IP地址、网关、子网掩码、物理地址。
●Sock_lnit：通道初始化位。当选择了相应的Internet协议后，用此命令进行初始化。
●Connect：连接命令，用于以客户(client)模式连接到服务器。
●Listen:监听模式，用于以服务器模块监听下面客户的连接。
●Close:关闭通道及其连接。
●Send:启动数据发送位。
●Recv：启动数据接收位。
●S/W Reset（仅通道0有定义）：用于初始化芯片内部的复位设定值。
2．通道中断状态寄存器
4个通道各对应一个中断状态寄存器。这些寄存器分别对应各通道的控制寄存器。当微控器利用通道控制寄存器发出相应的命令后，中断状态寄存器将返回其执行的结果。DO位除在通道0中有定义外，在其余的3个通道中是保留位。其各位定义如图1 - 166所示。
图1-166通道中断状态寄存器各位定义
●Init_OK:系统初始化成功标志位（仅通道0有定义）。
●Sinit_OK：通道初始化成功标志位。
●Established:通道连接已建立标志位。
●Closed:通道已关闭标志位。
●Timeout:通道连接建立超时标志位。
●Send_OK:数据成功发送标志位。
●Recv_OK：数据成功接收标志位。
3．中断寄存器
中断寄存器用于指示当前发生中断的具体事件。当某事件发生时，如果它未被中断屏蔽寄存器屏蔽掉，则W3100将通过INT引脚通知微控器。微控器再查询中断寄存器，就可知道具体发生了什么事件。其各位的定义如图1- 167所示。
其中：CO～C3分别指示通道O～3引发了中断，COR～C3R分别标明通道0～3接收到了数据。
4．中断屏蔽寄存器
与中断寄存器的各位一一对应，用于屏蔽（置0）或允许（置1）相应的中断。其各位的定义如图1 - 168所示。
系统寄存器包含网关寄存器、子网掩码寄存器、AMC地址（物理地址）寄存器、IP地址寄存器、超时值寄存器，分别用于设置系统相应的连接参数。
二、W3100与TMS320C6201的接口设计
TMS320C6201是TI公司C6000并行处理DSP系列中的定点型产品。它在片内集成了EMIF(扩展存储器接口)，通过设置EMIF的控制寄存器，可以方便地与SDRAM（同步动态随机存储器）、ASRAM(异步静态随机存储器)和ROM实现无缝连接。EMIF采用独立的地址总线和数据总线，且针对不同速度的存储器，EMIF可以单独地设定读／写周期的总线延迟时间，以适应大多数的外接存储器。EMIF提供CEO、CE1、CE2、CE3 4个独立的存储空间。尽管其数据总线的宽度是32位，但是通过对应的字节使能控制位BEO、BE1、BE2和BE3，可以方便地实现单周期按字节、半字(16 bit)、字(32 bit)进行访问。我们利用EMIF的异步接口，成功地完成了对W3100的控制。其原理图如图1- 169所示。
EMIF提供了W3100所需的全部信号线，将W3100安排在TMS320C6201的CE3地址空间。W3100的中断输出信号接到DSP的外中断输入引脚上(图1-169中的网络标号DSP_INT)。DSP可以时钟周期为单位，为每个存储空间设置读／写操作的建立时间、触发时间、保持时间。DSP的异步写时序如图1- 170所示。考虑到DSP读／写的速度相对较高，系统在初始化中设置EMIF寄存器组时，将建立时间和触发时间设为2个周期，保持时间设为3个周期。这样DSP在120 MHz的主频下，读／写操作的时间余量是充足的。
三、DSP以太网控制程序设计
TMS320C6201的控制程序是在TI公司的CCS(Code Composer Studio)集成DSP开发环境下，采用C语言编写的。就DSP而言，由于采用了W3100来完成以太网协议，其控制程序简单了许多。DSP基本的操作与读／写ASRAM -样，程序包括6个子模块：初始化模块、创建socket模块、网络连接模块、数据发送模块、数据接收模块、关闭socket模块。初始化模块主要完成对DSP自身的初始化和对W3100的初始化。DSP的初始化任务主要是设置中断，设定EMIF接口参数。W3100的初始化包括对网关、子网掩码、IP地址、MAC地址的设置。
下面是W3100的初始化程序。在头文件W3100．h中分别声明了各变量名并分配了与其对应的控制寄存器地址。对W3100的所有设置均采用写一查询的模式进行，即先往W3100的控制寄存器中写控制字，再查询其状态寄存器，这样就可知道设置是否成功。其他模块的操作与初始化程序的基本原理相同。值得注意的是：由于W3100的发送缓冲双口RAM仅为8 KB，当成批数据发送时，一定要先查询1次发送数据指针，从而计算出可以利用的发送缓冲区的大小。
用W3100完成系统以太网接口具有硬件简单，软件编写容易等特点，几乎无须了解TCP/IP和以太网协议就可以方便地开发出具有Internet接入能力的产品。它一方面可以充分利用丰富的网上资源；另一方面系统功能也可以在网上实现共享。随着Intetnet应用的进一步普及与开发，原先的PC至PC连接模式将被彻底打破，必然出现PC到各种设备的连接和设备间的连接等各种模式。W3100芯片的应用会越来越广泛。
