基于S3C4510B的串口网络服务器最小系统

　　1 引言

　　在嵌入式系统时代，所有的设备都要网络化，这是未来科技发展的趋势。而在自动化领域有成千上万的传感器，控制器及其他设备。而他们之间最常用的通信接口就是 RS-232 串口。而随着通信技术的进步，这种简单的通信方法越来越不能适应需要。而高度成熟的网络技术为这一问题的解决提供了一种思路。在实际工作中，笔者为了通过Internet读取只有RS-232串口的传感器中数据，基于S3C4510B设计了一个串口网络服务器的最小系统。

　　2 硬件设计

　　本系统微处理器采用三星公司的硬件S3C4510B,网口控制芯片采用Realtek公司的RTL8201,串口控制芯片采用常见的MAX232.主要芯片都是高度集成，接线简洁，原理清晰。体系结构如图1所示。

　　

 

　　2.1 S3C4510B简介

　　S3C4510CPU芯片是samsung公司arm7TDMI系列中的一个型号，其工作频率为50MHZ,片内集成了丰富的通用模块，含有支持10M/100M自适应的以太网控制器，可以直接通过PHY芯片引出以太网接口。已太网PHY芯片选用Intel公司的lxt972a芯片，它具有10M、100M自适应收发功能，支持全双工操作，经过网络变压器YL18-2050S连接到RJ45,进行收发数据包功能。此外，该系统还使用聊2MBFlash,16MBSDRAM和512KBSRAM作为存储器。

　　2.2 FLASH存储器接口电路

　　FLASH闪存闪存的英文名称是"FlashMemory",一般简称为"Flash",它属于内存器件的一种。不过闪存的物理特性与常见的内存有根本性的差异：目前各类DDR、SDRAM或者RDRAM都属于挥发性内存，只要停止电流供应内存中的数据便无法保持，因此每次电脑开机都需要把数据重新载入内存;闪存则是一种不挥发性(Non-Volatile)内存，在没有电流供应的条件下也能够长久地保持数据，其存储特性相当于硬盘，这项特性正是闪存得以成为各类便携型数字设备的存储介质的基础。

　　本系统中采用的Flash存储器日本富士公司生产的MBM29F016.具有16M位(2M字节)、单一5V供电的闪速存储器。2M字节的数据区被分为32个64k字节的区段，因而具有灵活擦除功能。

　　Flash在本系统中用来存放uClinux操作系统程序代码。系统上电或复位后从此处获取指令并开始执行。因此S3C4510B的nRCS<0>接至MBM29F016的CE#端。RES#端接系统服务信号。OE#接S3C4510B的nOE,

　　WE#端接S3C4510B的nWBE<0>.地址总线[a19~A0]与S3C4510B的地址总线[ADDR19~ADDR0]相连。16位数据总线[DQ15~DQ0]与S3C4510B的低16位数据总线[XDATA15~XDATA0].

　　2.3 SDRAM接口电路

　　SDRAM:SynchronousDynamicRandomAccessMemory,同步动态随机存储器，同步是指Memory工作需要同步时钟，内部的命令的发送与数据的传输都以它为基准;动态是指存储阵列需要不断的刷新来保证数据不丢失;随机是指数据不是线性依次存储，而是自由指定地址进行数据读写。SDRAM从发展到现在已经经历了四代，分别是：第一代SDRSDRAM,第二代DDRSDRAM,第三代DDR2SDRAM,第四代DDR3SDRAM.(显卡上的DDR已经发展到DDR5)

　　与Flash存储器相比较，SDRAM不具有掉电保持数据的特性，但其存取速度大大高于Flash存储器，且具有读/写的属性。因此，SDRAM在系统中主要用作程序的运行空间、数据及堆栈区。当系统启动时，CPU首先从复位地址0x0处读取启动代码，在完成系统的初始化后，程序代码一般应调入SDRAM中运行，以提供系统的运行速度。同时，系统及用户堆栈、运行数据也都存放在SDRAM中。与Flash存储器相比，SDRAM的控制信号较多，其连接电路也相对复杂。

　　本系统采用两片HY57V641620并联构成32位的SDRAM存储系统，其中一片为高16位，另一片为低16位。两片HY57V641620的CLK端接的SDCLK端。两片HY57V641620的CLE端接S3C4510B CLE端。两片HY57V641620的A11~A0接S3C4510B ADDR<11>~ADDR<0>;高16位片的DQ15~DQ0接S3C4510B 的数据总线的高16位XDATA<31>~XDATA<16>;低16位片的DQ15~DQ0接S3C4510B的数据总线的低16位XDATA<15>~XDATA<0>.

　　2.4 RTL8201接口电路

　　RTL8201是Realtek公司生产的一种全双工以太网控制器，由于其优良的性能、廉价的价格，使其在市场上10MbpsiISA总线网卡中占有相当的比例。按数据链路的不同，可以将RTL8201内部划分为远程DMA(remote,DMA)通道和本地DMA(local DMA)通道两部分。本地DMA完成控制器与网线的数据交换，主处理器收发数据只需对远程DMA操作。当主处理器要向网上发送数据时，先将一帧数据通过远程DMA通道送到RTL8201中的发送缓存区，然后发出传送数据命令。RTL8201在完成了上一帧的发送后，再完成此帧的发送。RTL8201接收到的数据通过MAC比较，CRC校验后，由FIFO存到接收缓冲区，收满一帧后，以中断的方式通知主处理器。

　　由于S3C4510B片内已有带MII接口的MAC控制器，而RTL8201也提供了MII接口，各种信号的定义也很明确，因此RTL8201与S3C4510B的连接也比较简单。直接将两者的同名端连接即可。