0引言

嵌入式系统采用以太网接口传输数据相对于传统的串口、并口、1553B总线接口来说具有通用性强、传输速度快的特点，并且保证了较高的可靠性。TI公司在TMS320C6455（以下简称C6000系列高端的芯片中，大多提供了网络接口模块，DSP6455）就是其中典型的一款芯片。它的工作时钟可达1 GHz，片上集成以太网接口模块EMAC.结合TI公司推出的NDK（Net DevelopKit）网络资源开发包，可以大大缩短嵌入式系统中网络应用的开发周期，并且性能不逊于W5300等专业网口芯片。由于一片DSP6455只有一个EMAC接口以及MDIO管理模块，并且NDK的软件初始化只查询一个PHY口就停止，所以传统应用中，典型设计是在该DSP芯片外部接一个PHY芯片，连接一个终端设备，或者通过总线直接连接以太网专用芯片来实现点对点的网络连接。而现在越来越多的嵌入式系统应用需要连接多个终端设备进行组网，在网络中进行数据交换。本文选择利用DSP6455外接Marvell公司的SWITCH芯片（88E6060），该芯片具备6个端口，每个端口都具备100M/10M全双工的通信能力，最终实现该嵌入式系统与其他两个设备的100 MHz组播方式的网络通信。

1电路原理设计

基于TI DSP6455的片内EMAC/MDIO模块、片外SWITCH（88E6060）芯片及其外围电路的接口设计，可以快速实现OSI七层模型中数据链路层和物理层（MAC+PHY）的组建。DSP6455支持三种接口连接方式，MII/RMII/GMII.MII接口（Media Independent Intetface）以及RMII（Reduced Media Independent Interface）接口分别为媒体独立接口和缩减媒体独立接口，它们支持10M/100M工作模式。GMII接口的全称是吉比特媒体独立接口（Gigabil Media Independent Interface），它支持10M/100M/1 000M三种工作模式。因为选取的88E6060只支持百兆MII/RMII的接口方式，本设计采用MII的接口方式进行连接，信号连接框图如图1所示。

设计过程中，使用88E6060的port5作为MII接口与DSP6455的EMAC接口进行连接，port0～port4可以任意使用，作为PHY对外进行连接。本设计以应用port0和port1为例进行说明，其他情况相似。配置时将88E6060的ENABLE_MII5和DISABLE_MII4管脚悬空，通过其内部上拉/下拉使能port5的MII口，DSP6455通过MDIO接口对88E6060的内部PHY寄存器进行访问，通过EMAC接口发送和接收网络数据。

2 NDK的配置与使用

TI公司的NDK（Net Develop Kit）开发包是基于DSP/BIOS进行工作的，开发包已经集成网络开发所需函数，行使OSI七层模型中传输层、网络层和数据链路层的功能，并按网络开发所需将中断和任务进行配置。当NDK开发环境配置好之后，就可以利用传输语句进行数据的发送和接收。传统情况下，NDK只适用于对单一的PHY进行配置连接，一旦连接建立便中止查询其他的PHY是否可用。本例由于DSP6455外接一片SWIT CH芯片，理论上可以将所有能使用的PHY进行初始化并建立连接，所以需要对原有的工作流程进行改造，工作流程对比如图2所示。

改造后的NDK运行流程最重要的是实现对其他外部有效PHY的配置。配置过程需要添加MDIO控制函数来对PHY进行初始化操作。本文使用的PHY为SWITCH芯片的PHY0与PHY1口，所以需要添加对两个使用口进行初始化的语句，来完成对SWITCH芯片的配置工作，初始化代码如下：

MDIO_phyRegWrite（0，0x0，0x1100）；

MDIO_phyRegWrite（1，0x0，0x1100）；

在MDIO_phyRegWrite（uint phyIdx，uint phyReg，Uint16 data）函数中，参数phyIdx为所配置PHY的识别ID，参数phyReg为需要配置的寄存器序号，参数data为具体的配置值。两语句完成了SWITCH芯片PHY0与PHY1口的控制寄存器的初始化操作，使这两个PHY接口处于激活状态，如果外部出现网络连接请求，便会进行连接。同时通过MDIO_phyRegRead（uint phyIdx，uint phyReg，Uint16*pdata）函数来查询PHY的工作状态，如果一段时间仍未连接上，就转入配置流程，进行重新配置。具体PHY寄存器的地址以及位置信息参照88E6060的数据手册。

3组播传输的配置实现

组播是一种允许一个或多个发送者（组播源）发送相同的数据包到多个接收者（一次的，同时的）的网络技术。组播源把数据包发送到特定组播组，而只有属于该组播组的成员才能接收到数据包。组播可以大大的节省网络带宽，因为无论有多少个目标地址，在整个网络的任何一条链路上只传送单一的数据包。组播的使用提高了主干网络的数据传送效率。组播工作方式如图3所示。

组播的实现主要有两个条件：主机的网络接口支持组播（支持IP地址与MAC地址的转换）；有一套用于加入、离开、查询的组管理协议，即IGMIP，这两个条件NDK都进行了支持。以该嵌入式系统应用为例，在NDK中进行组播传输配置步骤如下：

（1）加入组IGMPJoinHostGroup（inet_addr（McSend Addr），1）；这里的McSendAddr为DSP6455使用的IP地址，本语句是将这个IP地址加入到组播组中。

（2）创建新的传输socket，协议为UDP传输协议。

SOCKET send=INVALID_SOCKET；

send = socket （AF_INET，SOCK_DGRAM，IPPRO TO_UDP）；

（3）设定传输地址配置结构体

soutl为发送地址配置的结构体，BrSendPort为发送的端口号，BrSendAddr为发送的组播地址，IPv4中组播分配的地址范围为224.0.0.0～239.255.255.255，即D类保留地址，可以从中选择任意值配置。

（4）绑定发送socket与地址配置结构体

bind（send，（PSA）

（5）准备好数据后发送

sentCnt=sendto（send，（void*）source，num，0，

经过上述步骤的配置，就可以根据应用需求，将嵌入式系统中需要外传数据通过组播网络传输出去。

4测试结果与结论

本文设计嵌入式系统在工作时，同时与另外两台PC终端通过网线进行连接，实验连接示意图如图4所示。嵌入式系统配置为本地IP：192.168.0.3，组播发送地址IP：239.1.1.3，终端1配置为本地IP：192.168.0.6，终端2配置为本地IP：192.168.0.7.