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1 以太網概述
以太網(Ethernet)是當今局域網采用的最通用的通信協議標準。在以太網中，所有計算機被連接在一條電纜上，采用帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問(CSMA／CD)方法，采用競爭機制和總線拓撲結構�；旧�，以太網由共享傳輸媒體，如雙絞線電纜或同軸電纜、多端口集線器、網橋或交換機構成。
按照OSI(Open System Interconnection Reference Model，開放式系統(tǒng)互聯參考模型)7層參考模型，以太網定義的是物理層(PHY)和數據鏈路層(對應以太網的MAC層)的標準。
2 嵌入式處理器上擴展以太網接口
以太網接口控制器主要包括MAC乘PHY兩部分，如圖1所示為嵌入式處理器集成MAC層控制器。
MAC層控制器和PHY的連接是通過MII、RMII等接口實現的。在IEEE802的標準系列中，數據鏈路層包括LLC和MAC兩個子層。其中MAC負責完成數據幀的封裝、解封、發(fā)送和接受功能。PHY層的結構隨著傳輸速率的不同而有一定的差異。對于1OBaseT等網絡，從以太網PHY芯片輸出的就是傳輸所需的差分信號。但是還需要一個網絡隔離變壓器組成圖2的結構。網絡隔離變壓器可起到抑制共模干擾、隔離線路以及阻抗匹配等作用。
本文介紹一種新款網絡接口芯片DM9000A，它可以很方便的實現與嵌入式CPU的接口，實現擴展以太網口的功能。DM9000A是中國臺灣DAVICOM公司推出的一款高速以太網接口芯片，其基本特征是：集成10／100M物理層接口；內部帶有16K字節(jié)SRAM用作接收發(fā)送的FIFO緩存；支持8／16bit兩種主機工作模式：通過HP認證的AUTO-Mdix(支持直接互連自動翻轉)功能；支持TCP／IP加速，減輕CPU負擔，提高整機效能；10ns I／O讀寫時間。DM9000A以太網控制器遵循IEEE頒布的802．3以太網傳輸協議。該電路還集成了EEPROM接口，自舉時通過EEPROM接口輸入到芯片中，從而實現自動初始化。
芯片和處理器的連接原理圖就不列圖表示了，處理器這里選擇AT91RM9200，DM9000A與處理器連接時要注意：
◆總線寬度讀／寫等待周期、時序匹配問題
◆CS8900A芯片復位后，在總線上的默認地址如何配置與保存
◆默認的中斷號及中斷觸發(fā)模式問題(上升沿，還是下降沿；低電平，還是高電平觸發(fā))
系統(tǒng)上電時，AT91RM9200通過總線配置DM9000A內部網絡控制寄存器(NCR)、中斷寄存器(ISR)等，完成DM9000A的初始化。隨后，DM9000A進入數據收發(fā)等待狀態(tài)。當AT91RM9200向以太網發(fā)送數據時，先將數據打包成UDP或IP數據包，并通過16 bit總線發(fā)送到DM9000A的數據發(fā)送緩存中，然后將數據長度等信息填充到DM9000A的相應寄存器內，使能發(fā)送。當DM9000A接收到外部網絡送來的以太網數據時，首先檢測數據幀的合法性，如果幀頭標志有誤或存在CRC校驗錯誤，則將該幀數據丟棄。否則將數據幀緩存到內部RAM，并通過中斷標志位通知AT91RM9200，由AT91RM9200對DM9000A接收到的數據進行處理。
3 Linux網絡驅動程序
3．1 Linux網絡驅動程序體系結構
Linux的網絡系統(tǒng)主要是基于BSD UNIX的套接字(socket)機制。在系統(tǒng)和驅動程序之間定義有專門的數據結構(sk_buff)進行數據傳輸。系統(tǒng)支持對發(fā)送數據緩存，提供流量控制機制，提供對多協議的支持。Linux網絡驅動程序的體系結構可劃分為圖2所示的4個層次．Linux內核中提供了網絡設備接口及以上層次的代碼，所以移植(或編寫)特定網絡硬件的驅動程序最主要的工作就是完成設備驅動功能層，主要是包括數據的接收，發(fā)送等控制。
Linux中所有的網絡設備都抽象為一個接口，有結構體struct net_device來表示網絡設備在內核中的運行情況，即網絡設備接口，此結構體位于網絡驅動層的核心地位。net_device中有很多供系訪問和協議層調用的設備方法。網絡驅動就是要實現這些具體的設備方法。
