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关键字：DS80C400 嵌入式 智能网桥
目前，各类智能网桥设计方案基本都是CPU+MAC+PHY+RTOS+TCP/IP STACK的方式，如：PC Gateway+专用网、32位MCU+RTOS、8位或16位单片机+网络协议包，它们在实时性、可靠性、开发周期、实现难度、价格、开放性和通信效率等方面各有千秋。
PC Gateway+专用网：该方案采用专用网络(如RS232、RS485、CANBUS等)可以连接多种单片机系统。但存在如下缺点：需要依赖PC机作为网关进行协议转换，专用网络布线极为不便；需要在PC机上安装价格昂贵的专门的协议转换软件。
32位MCU+RTOS：采用32位的高性能嵌入式处理器，在RTOS（实时多任务操作系统）平台上进行软件开发，该方案可以完成很多复杂的功能。但这种方案存在如下缺点：高性能嵌入式处理器价格较贵，开发周期长；需要购买昂贵的RTOS软件，对开发人员的开发能力要求较高。
8位或16位单片机+网络协议包：该方案有如下优点：不依赖PC机或高性能嵌入式处理器，真正实现8位或16位单片机系统直接接入网络，整个系统完全自给自足；使用外围器件少，系统成本低。但是这种方法在实现过程中也存在一些问题，如8位或16位单片机的资源相对较少，提供的功能有限。随着科技的发展，一些高速度的单片机（如DS80C400）己能基本满足通常的嵌入式产品对处理性能的要求，采用软件来实现各种协议处理，便于将来在不改变硬件的情况下，只需改变内置程序即可升级整个嵌入式系统的功能。本文提出以DS80C400为核心处理器的CAN总线网络与以太网网互连的一种方案，实现了多路CAN总线网与以太网数据互联。
1 总体设计
智能(CAN-ETHERNET)网桥作为以太网和现场总线网络数据传输交换的枢纽，完成从CAN到以太网或是从以太网到CAN网络数据的转发功能。同时，智能网桥还是一个Web服务器，Web Server将参数显示和监控等功能均通过网页的统一界面呈现给用户。客户机不需运行专用的监控软件，只需运行通用的浏览器来调用分散在各个受控设备中的嵌入式Web Server上的监控参数显示页面，就能达到监控设备的目的。
系统硬件结构框图如图1所示：
2 DS80C400以太网控制模块
DS80C400的是一款高集成度8051内核处理器，内部嵌入功能强大的ROM固件，提供了强大的网络连接和网络支持功能。DS80C400的超低功耗特性是其它微处理器所无法比拟的。DS80C400芯片上10/100兆MAC和IEEE802.3Mll以及ENDEC PHY的标准接口兼容。
DS80C400 MII模块主要由缓冲区控制单元（BCU）、命令状态寄存器（CSR）、MAC物理地址、MII 管理模块、地址检查模块、接收/发送缓冲存储、电源管理模块等组成，其结构图如图2所示。
缓冲区控制单元（BCU）： 缓冲区控制单元(BCU)是DS80C400的以太网接口的中心控制单元。BCU通过一系列的SFR调节CPU，控制以太网模块的读/写活动。
命令状态寄存器（CSR）：CSR寄存器本质上是定义以太网控制器的操作特性。CSR寄存器包括下面几项：
MAC物理地址：发送，接受和流控制设置；地址检查模块使用的组播哈希表；地址检查模块需要的过滤模式和好/坏帧控制；VLAN标签标识符；唤醒帧过滤器；串行的MII物理设备管理总线的寄存器界面。
MII 管理模块：MII管理模块允许主机从32个寄存器中的任意一个读取状态信息。MII管理模块通过2线的串行接口和外部物理设备进行通信。
MII I/O模块：MII 1/0模块支持所有的在DS80C400的MAC和外部物理设备之间的数据发送和接收，同时监控由PHY提供的网络状态信号。
地址检查模块：以太网控制器的地址检查模块监控所有到来包的目的地址，然后决定是地址是否能够通过由CPU设置的过滤标准。决定帧是广播还是组播的地址过滤的结果和位由BCU通过包的接收状态报告给CPU。
接收/发送缓冲存储：DS80C400以太网控制器使用8KB的内部SRAM作为发送/接收包缓冲区。CPU可以使用MOVX指令对这个SRAM进行读/写访问。
电源管理模块：DS80C400以太网控制器包含了一个电源管理模块，它可以使以太网控制器通过CPU进入休眠模式，这样当没有以太网通信要处理时以便节约能源。
3 系统硬件设计
本系统以DS80C400为核心处理器，采用PCA82C250为CAN总线收发器，用SJA1000作总线控制器，以太网交换电路主要是采用五口交换芯片RTL8305SB来实现，用100BASE_FX光纤收发器完成以太网物理层数据传输。以下着重介绍DS80C400 MII模块与外部物理设备之间的连接。
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