DIY_DE2之DM9000A网卡调试系列例程(四)——基于NicheStack协议栈的TCP/IP实现

一、摘要

  Altera软件NIOS II高版本(7.2版本以上,本例程中使用的是9.0版本)中实现TCP/IP所用的协议栈为NicheStack,常用的例程有2个,web_server和simple_socket_server,这篇文章只叙述simple_socket_server例程实现的过程。这里DM9000A的驱动和上篇博文中基于LWIP的驱动不同。

 

二、实验平台

软件平台:Quartus II 9.0 + Nios II 9.0

硬件平台:DIY_DE2

 

三、实验内容——>实现simple_socket_server

1、采用SOPC定制软核

定制软核的详细步骤不再赘述,以上为定制的软核。

cpu_0需要设置的地方:

Reset Vector:cfi_flash_0、

Exception Vector:sram_16bit_512k_0

必须要添加sys_timer_0,供uC/OS系统所使用

第二个标签页:Data Master处,Data Cache设置为None

之后分配地址,分配中断号,生成即可。

2、硬件电路

采用原理图的形式,创建顶层文件。

(1)添加生成的软核;

(2)调用锁相环IP核;

(3)连线、分配管脚;

(4)编译、综合,生成配置文件。

最后原理图如下图所示。

需要注意的问题:

(1)软核程序在SDRAM里面运行,为了使软核的速度提升,因此SDRAM的频率和cpu的频率都设置为100M。cpu时钟clk_100和sdram操作时钟clk_50都接PLL的c0,100M,无相位偏移;SDRAM的时钟管脚SDRAM_CLK连接PLL的c1,100M,偏移-3ns。

(2)DM9000A的时钟管脚接50M,直接连接晶振的输入端即可。

(3)复位管脚接高电平VCC即可。

(4)CFI_FLASH的复位管脚FLASH_RESET接高电平VCC即可。

3、软件方面

(1)打开NIOS II,新建工程,调用simple_socket_server工程模板。

(2)添加DM9000A驱动:dm9000a.h和dm9000a.c,将上述两个文件复制到上步建立的工程文件夹下。

(3)打开network_utilities.c文件,将附录代码覆盖原始代码,这里采用的是使用静态IP的方法(IP的值将在后面给出说明),并且赋给MAC值。

(4)打开iniche_init.c文件,

添加头文件#include"dm9000a.h",

添加DM9000A接口语句DM9000A_INSTANCE(DM9000A_0, dm9000a_0);

在函数void SSSInitialTask(void *task_data)中,

添加DM9000A的初始化语句DM9000A_INIT(DM9000A_0, dm9000a_0);

(5)编译、下载、运行,之前要先将.sof的配置文件下载到FPGA内。在DOS下输入ping命令:ping 192.168.2.1,如下图所示,则可以正常ping通。

再输入telnet命令:telnet 192.168.2.1,则得到如下图所示:

在PC键盘输入0-7数字,则DIY_DE2上的8个LED就会相应的亮或者灭。至此,说明,telnet正常。

4、工程文件解读

(1)alt_error_handler.h、alt_error_handler.c:错误类型句柄文件;

(2)dm9000a_regs.h、dm9000a.h、dm9000a.c:DM9000A的驱动;

(3)network_utilities.h、network_utilities.c:设置IP,设置MAC;

(4)simple_socket_server.h、simple_socket_server.c:工程的主体程序,包括任务调度优先级、缺省IP设置、套接字、各种任务调度等等工作;

(5)led.c:LED、七段数码管显示程序;

(6)iniche_init.c:程序主函数。

 

四、实验结果分析

NIOS II运行结果:

稍过2分钟后,得到如下结果:

  实验现象,程序一开始运行,先赋给静态IP,这时候ping能够跑通,但telnet却不能跑通。稍过2分钟之后(这个默认时间在LWIP协议栈实现的时候可以调整,但在NicheStack协议栈中不能调整,至少在工程文件里是这样),出现上面第二幅结果图的时候,能够ping正常,telnet正常。

  分析可得,虽赋予静态IP,但是系统仍是先通过DHCP获取IP,获取超时,使用缺省IP,缺省IP的设置在simple_socket_server.h中。而真正能够ping正常,telnet正常的却是事先赋予的静态IP。

 

注:取消DHCP的方法同上一篇博文。

 

五、实验的几点说明

1、IP值设置:

  因为是采用局域网通信,所以要将PC和DIY_DE2的IP的前3位设置为相同,最后一位不同。

2、MAC值设置:

  直接采用程序设定即可,或者是将MAC值存储在FLASH中,上电读取即可。本例采用的是前一种方法。

3、端口设定:

  telnet的时候,需要侦听端口,当侦听的端口号和DIY_DE2中设定的相同的时候,才能正常通信。方法:telnet 192.168.2.1时,会有一个专用的端口23,将DIY_DE2中设定的端口号改为23即可(在文件simple_socket_server.h中#define SSS_PORT 23)。

4、关于这个例程在NIOS II方面:

  关于Software Components这个按钮下Lightweight TCP/IP Stack下选项为灰色的原因,其实这个不必理他。这一点也得到了友晶科技的证实。如果用LAN91c111这个网卡,上述位置的选项则可以正常使用,这说明NIOS II软件只认SOPC中原装的器件。

 

 

 

附录:

network_utilities.c文件

 

#include <alt_types.h>
#include <ctype.h>
#include <errno.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/alt_flash.h>
#include "includes.h"
#include "io.h"
#include "simple_socket_server.h"
 
#include <alt_iniche_dev.h>
 
#include "ipport.h"
#include "tcpport.h"
#include "network_utilities.h"
 
#define IP4_ADDR(ipaddr, a,b,c,d) ipaddr = \
    htonl((((alt_u32)(a & 0xff) << 24) | ((alt_u32)(b & 0xff) << 16) | \
          ((alt_u32)(c & 0xff) << 8) | (alt_u32)(d & 0xff)))
 
/*
* get_mac_addr
*
* Read the MAC address in a board specific way
*
*/
static unsigned char macaddr[6] = { 0x00, 0x07, 0xed, 0xff, 0x06, 0x00 };
 
int get_mac_addr(NET net, unsigned char mac_addr[6])
{
  int rv = -1;
 
  /* first 3 bytes are altera's vendor id */
  /* last 3 bytes are picked from serial number sticker */
  mac_addr[0] = macaddr[0];
  mac_addr[1] = macaddr[1];
  mac_addr[2] = macaddr[2];
  mac_addr[3] = macaddr[3];
  mac_addr[4] = macaddr[4];
  mac_addr[5] = macaddr[5];
 
  /* return the mac address in the array */
  rv = 0;
 
  return rv;
}
 
/*
 * get_ip_addr()
 *
 * This routine is called by InterNiche to obtain an IP address for the
 * specified network adapter. Like the MAC address, obtaining an IP address is
 * very system-dependant and therefore this function is exported for the
 * developer to control.
 *
 * In our system, we are either attempting DHCP auto-negotiation of IP address,
 * or we are setting our own static IP, Gateway, and Subnet Mask addresses our
 * self. This routine is where that happens.
 */
int get_ip_addr(alt_iniche_dev *p_dev,
                ip_addr* ipaddr,
                ip_addr* netmask,
                ip_addr* gw,
                int* use_dhcp)
{
 
    IP4_ADDR(*ipaddr, 192, 168, 2, 1);
    IP4_ADDR(*gw, 192, 168, 2, 1);
    IP4_ADDR(*netmask, 255, 255, 255, 0);
 
#ifdef DHCP_CLIENT
    *use_dhcp = 1;
#else /* not DHCP_CLIENT */
    *use_dhcp = 0;
 
    printf("Static IP Address is %d.%d.%d.%d\n",
        ip4_addr1(*ipaddr),
        ip4_addr2(*ipaddr),
        ip4_addr3(*ipaddr),
        ip4_addr4(*ipaddr));
#endif /* not DHCP_CLIENT */
 
    /* Non-standard API: return 1 for success */
    return 1;
}
 

 

 

 

 

 

posted @ 2012-03-14 21:42 sunev 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏