摘要：MC68EN360芯片是Motorola公司生產(chǎn)的一款專用通訊芯片，廣泛應(yīng)用于通訊設(shè)備，其接口方式靈活、支持通訊協(xié)議多、運行速度快、功能強(qiáng)大。在以太網(wǎng)為主流的LAN中，無論在現(xiàn)場布線階段或運行維護(hù)階段，都需要檢測、確認(rèn)和排除故障。一般的解決辦法是先查電纜，再查終端。電纜的測試有很多指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)可以參照，簡單來看，無非是衡量是否適合以太網(wǎng)上的通訊，只需用兩臺有通訊協(xié)議的設(shè)備測試一下協(xié)議的運行情況即可；而終端的檢測方法一般主要是檢查其IP連同性如何。因此，故障的判斷很大程度上用IP連同性的方法就可以解決問題。本篇文章描述了如何用MC68EN360芯片做一個可以檢測以太網(wǎng)的儀器，在實現(xiàn)功能的同時，又要求操作簡單、成本低、擴(kuò)展性強(qiáng)。

    關(guān)鍵詞：RISC 以太網(wǎng) IP連同性 現(xiàn)場布線 TCP/IP協(xié)議

一、 MC68360芯片介紹

    MC68360是一個高度集成的32位通用通訊控制器，廣泛應(yīng)用于通訊設(shè)備中。其主要特征如下：

    * 外頻為25M或者33M，在25M的情況下每秒可以執(zhí)行4.5M條指令。

    * 32位數(shù)據(jù)總線，兼容8位和16位操作。

    * 有32條地址線，尋址空間可以達(dá)到4G。

    * 支持Slave 模式，即被動模式操作。

    * 直接存儲芯片，多可以達(dá)到8個（可以為SRAM或DRAM），可以給 每個Bank分配一個片選線CS。

    * 4個16位定時器或者2個32位定時器。

    * 2個獨立的DMA接口。

    * 三個并行口，I/O口多達(dá)46根。

    * 7個外部中斷源。16個內(nèi)部中斷源，可編程優(yōu)先級。

      4個SCC(Serial Communication Controller)口。2個SMC（Serial Management Controller）口。

      SCC口支持協(xié)議：

      -Ethernet/IEEE 802.3 Optional on SCC1 (Full 10-Mbps Support)

      -HDLC/SDLC 1 (All Four Channels Supported at 2 Mbps)

      -HDLC Bus (Implements an HDLC-Based Local Area Network (LAN))

      -AppleTalk 2

      -Signaling System #7

      -Universal Asynchronous Receiver Transmitter (UART)

      -Synchronous UART

      -Binary Synchronous Communication (BISYNC)

      -Totally Transparent (Bit Streams)

      -Totally Transparent (Frame Based with Optional Cyclic Redundancy Check (CRC))

      -Profibus (RAM Microcode Option)

      -Asynchronous HDLC (RAM Microcode Option)

      -DCMP 3 (RAM Microcode Option)

      -V.14 (RAM Microcode Option)

      -X.21 (RAM Microcode Option)

      SMC口支持協(xié)議：

      -UART

      -Transparent

      -General Circuit Interface (GCI) Controller

      -Can Be Connected to the Time-Division Multiplexed (TDM) Channels

    * 240個管腳。PQFP封裝。

    360的結(jié)構(gòu)框圖如右圖所示。它主要有三個內(nèi)核組成：CPU32+、SIM60及其CPM。

     CPU32+是直接支持內(nèi)部32位總線的CPU。允許字節(jié)、字，雙字等操作方式。并且可以在起始奇地址進(jìn)行存取操作CPU32+會自動完成對應(yīng)需要的總線周期。

    SIM60負(fù)責(zé)總線控制，例如外部DRAM的控制和SLAVE模式控制等。

    CPM由一個CP(Communications processor)、兩個IDMA控制器、四個一般目的定時器組成。CP控制通訊接口、定時器等。CP有一個RISC處理器，4個SCC口、兩個SMC口、一個2.5K的雙端口內(nèi)存、一個中斷控制器、三個并行口、四個獨立的波特率生成器，和14個支持SCCs、SMCs和SPI的serial DMA channels。

二、 以太網(wǎng)測試器的設(shè)計

    以太網(wǎng)測試器要完成的主要功能為測試IP連同性。因此TCP/IP協(xié)議至少要做到網(wǎng)絡(luò)層（IP層），要能收發(fā)ICMP相關(guān)報文，而且測試設(shè)備必須要有良好的人機(jī)界面。歸結(jié)起來，硬件包括以下部分：

    * 以太網(wǎng)接口（由于360只支持10M速率以太網(wǎng)，因此測試器的以太網(wǎng)接口為10M）。

    * 鍵盤板。

    * LCD字符顯示器。

    軟件包括：

    * 以太網(wǎng)驅(qū)動程序。

    * 鏈路層協(xié)議，如ARP、RARP等協(xié)議。

    * IP協(xié)議，包括ICMP協(xié)議。

    * 鍵盤驅(qū)動程序。

    * LCD顯示驅(qū)動程序。

    * 主控制程序。

    硬件的總體框架如下圖（圖二）：

    以太網(wǎng)接口芯片可以有很多選擇，如LXT901、AC101-QF/TF等都可以滿足要求?？紤]到供貨等原因，要盡量選擇市面上比較容易買到的芯片。

三、 軟件實現(xiàn)

    測試系統(tǒng)的軟件設(shè)計工作，除了包括TCP/IP的一部分協(xié)議以外，還有人機(jī)接口的界面及其主控制程序。對于360來說，需要一個嵌入式操作系統(tǒng)的平臺來支持程序的運行，支持360的實時操作系統(tǒng)有VRTX、pSOS、VxWorks等。這些操所系統(tǒng)都是多任務(wù)的，實現(xiàn)起來大同小異。整個軟件的層次結(jié)構(gòu)如圖三所示：

    整個軟件分為六個部分：主控制程序、LCD、KEY、IP協(xié)議，鏈路層協(xié)議和以太網(wǎng)驅(qū)動程序。

    KEY為層任務(wù)，它的上層任務(wù)為LCD。IP下層有一些其它的任務(wù)。

    另外還有一些其它的一些任務(wù)，如定時器，任務(wù)管理等，這兩個任務(wù)和其它任務(wù)沒有直接底上下級關(guān)系。

    在IP層：我們實現(xiàn)的基本功能為能發(fā)送和接收ICMP報文。在TCP/IP協(xié)議上必須實現(xiàn)以下協(xié)議：
鏈路層：

    ARP：地址轉(zhuǎn)換協(xié)議，把IP地址轉(zhuǎn)換成物理地址。

    RARP：逆向地址轉(zhuǎn)換，把物理地址轉(zhuǎn)換成IP地址。

    網(wǎng)絡(luò)層：

    IP：把鏈路層的數(shù)據(jù)進(jìn)行分用，或者把數(shù)據(jù)報文封裝后發(fā)給鏈路層；并要實現(xiàn)簡單的靜態(tài)路
由。

    ICMP：Internet控制報文協(xié)議。主要是實現(xiàn)ICMP回顯請求報文。

四 結(jié)論

    從以上可以看出，MC68EN360這一系列的通訊專用芯片的功能十分強(qiáng)大，以太網(wǎng)測試器實際上只用到了360的很少一部分功能，這為以后的功能擴(kuò)展提供了很多余地，比如可以增加一個串口用來和上位機(jī)軟件通訊，實現(xiàn)更強(qiáng)的分析功能和程序升級等；還可以增加線路測試的功能及更強(qiáng)的協(xié)議測試功能等，這些對360來說，都是可以在硬件上實現(xiàn)的