基于S3C2440和DM9000移植LWIP

终于开始我的第一篇笔记了。这回要做的事情，是以太网的移植。

使用mini2440已经有一段时间了。诸如裸机的LED,键盘开关等等等等也都试验过了，uCOS，WinCE也是浅尝了一下。如今想到了以太网。

由于mini2440的板上集成了一个DM9000的网卡，并且在CE系统里面成功的使用以太网与PC连接了。于是自然而然的想，能不能在uCOS下也实现以太网接口呢？

一上来什么都不懂，于是找一些资料，在这里要谢谢焦海波老师所著的嵌入式网络系统设计一书，移植过程中很多资料都来源于这本书。其次是mikenoodle的单片机驱动DM9000网卡一文，里面详细地讲述如何在2440裸机下驱动DM9000网卡。

首先明确我们需要做的事情是什么？为了实现在uCOS下的LWIP协议。我们当然需要一个LWIP协议文件，这些程序文件可以在LWIP官网上下载到。目前最新版本是1.3.0，为了方便我第一次移植，我使用了焦海波老师所使用的1.2.0版本的LWIP。其次是DM9000的网卡驱动，再次就是基于2440的uCOS系统。总结一下，我们需要做以下工作：

1、Lwip

2、uCOS for 2440

3、Driver for DM9000

4、Lwip->Driver for DM9000

其中最后一项是Lwip和DM9000驱动的链接程序，也就是我们通常说的协议与硬件的接口。

Lwip可以从官网上下载，只需要稍微修改一下就可以用于2440；uCOS for 2440很容易也有了，剩下的就是后面两项的实现。

DM9000的驱动我找了好久，最后找到一个2440裸机下面的驱动，但是不确定它是不是符合我的需要。因此我决定先在uCOS下将这个驱动实现一下，也就是将裸机下的驱动移植到uCOS下，不经过Lwip协议，直接测试它的可用性。

说道DM9000的驱动，主要是完成两个任务。一个是按照DM9000网卡的技术要求，向DM9000的各个寄存器里面赋值，以实现DM9000的初始化；另一个就是实现DM9000的收发数据函数。关于DM9000的初始化问题，mikenoodle的博客里面做了具体的讲解，总的来说有以下若干个步骤：

1、激活GPIO0，将其设为输入（input），它是DM9000和内部PHY沟通的一个通道。

2、检测DM9000的ID号，这一步的目的是确定使用的芯片是不是DM9000.

3、检测DM9000的类型，这一步是确定网卡的类型。

4、设置PHY的寄存器，也就是对物理层的参数进行初始化。

5、设置网卡的MAC地址。这一步可以手动设置，也可以使用EEPRAM来设置。

6、激活DM9000，主要是设置中断和接收寄存器。

7、等待链接建立并完成初始化。

应注意的是，对DM9000寄存器的赋值，一般过程是先写入寄存器地址，再写入数据。向DM9000写地址和数据的唯一差别就是，写地址参数的地址是基础地址+300，而写数据参数的地址是基础地址+300+4，从电路模型上看，也就是CMD引脚的高低电平区别。高电平代表写入的是数据，低电平代表写入的是地址。另外，向EEPRAM和PHY寄存器赋值的时候，要先选中EEPRAM或者PHY，再向读写EEPRAM/PHY的寄存器赋值。

初始化之后，下一步的任务就是编写收发驱动程序。收发的实现，其实就是把要发送的数据写到DM9000的发送寄存器中，以及将要接收的数据从接收寄存器中读取出来的过程，跟一般的串口收发过程类似。值得注意的时候，其读写寄存器的过程同样需要先写寄存器地址，在对寄存器进行下一步操作。

需要注意的是，DM9000的接收和发送，都有两个寄存器可以进行操作。一个是接收（发送）递增寄存器，每次读取（发送）一位数据之后，它的地址指针会自动递增一位，另一个是接收（发送）不递增寄存器，每次读取（发送）一位数据之后，该地址指针不递增。

以上就是DM9000驱动所要实现的内容。

基于S3C2440和DM9000实现LWIP（二）

完成了DM9000的驱动，下一步就是将这个驱动和LWIP协议链接起来，并将它放置在ucos系统中。根据焦海波先生在嵌入式网络系统设计一书中的介绍，这个过程主要需要完成三个部分的内容。

1、LWIP初始化和网卡初始化之间的关联。

2、LWIP接收和网卡接收驱动的关联。

3、LWIP发送和网卡发送驱动的关联。

总体思路是这样的：

首先，我们从初始化讲起。在UCOS系统中，我们建立一个任务，这个任务的目的是初始化网络接口。这个任务程序首先调用LWIP中的初始化程序，初始化LWIP用到的邮箱、队列、信号量、堆栈等等的一些参数；紧接着，它将我们在DM9000驱动中设定好的网络地址，MAC地址，网关等PIV4协议需要用到的地址参数打包装入LWIP协议中管理这些地址的数据（结构体）；然后它调用网卡初始化程序，初始化DM9000，这个时候，DM9000和外部网络的通道就打通了。

但是这个时候，还不能跟外部网络的其他计算机通信，因为即使网络打通了，由于网络上传输的数据需要符合以太网协议才能被识别，所以我们还需要做下面的两个步骤。就是将LWIP协议中处理各种网络协议的接收（发送）程序和DM9000驱动中的接收（发送）程序关联起来。这个关联有两个方法，一个是使用中断的方法关联，就是在2440设置外部中断，在中断程序中读DM9000的中断状态寄存器ISR，判断是接收还是发送中断，然后利用邮箱或者信号量的功能，引导执行相应的程序。另一种就是利用UCOS的任务功能，建立两个任务，一个负责接收，一个负责发送，采用查询的方式来执行。

别忘了，在做完这一步之后，我们还需要在LWIP的input程序和output程序中，调用DM9000驱动中的接收或发送程序，完成彼此之间的链接。

至此，LWIP在2440上便可以投入使用了。