以太网通信接口怎样设计才能做到出色？

SGMII_RXP和SGMII_RXN：串行接收差分数据线。连接DSP内部SerDes和物理芯片的S_OUT管脚，物理层芯片通过该接口将数据传送到DSP的SerDes，数据中包含数据接收时钟信号。

MDIO：管理数据I/O。可最多连接32个PHY设备到DSP的EMAC，并且可以枚举所有PHY设备，读取PHY设备状态寄存器来监测PHY的连接状态。数据帧结构符合802.3标准，包含读写指令、PHY地址、寄存器地址和数据等。

因为88E1111上集成的MDIO与C6678集成MDIO模块进行连接时，电压有所差别，前者电压为2.5 V，后者电压为1.8 V，所以在二者之间应该添加电压转换器。本文采用一片PCA9306，实现2.5 V和1.8 V之间的电平转换，其连接电路如图4所示。

3.2 88E1111芯片配置

88E1111与C6678的MDIO模块相连接，MDIO最多可识别32个物理芯片，在使用物理芯片之前需要对其进行配置，配置内容主要包括芯片的地址、模式等。配置CONFTG[6：0]管脚定义可查询文献，本文配置的硬件电路如图5所示，图5中可以不使用电阻，本文为了测试方便，加一个0 Ω的电阻。

88E1111硬件配置完成后，系统将固定为一种接口方式，按照文献的定义，物理芯片的地址为：PHY_ADDRESS=0’b00001，芯片模式为：不带时钟，自动协商的SGMII模式。

3.3 88E1111芯片与RJ45连接

88E1111和网络介质之间无法直接连接，因传输速度在千兆级，所以更加需要设计合适的网络隔离变压器来降低传输损耗、回音和串扰。本文选择千兆网口插座HR911130C，该插座内部自带变压器电路，只需在外部连接滤波网络便可实现网络信号稳定地传输，如图6所示。88E1111和 HR9111130C采用差分连接，在PCB布线时需要严格等长，且一般还需使用阻抗匹配网络，如图6中的R1和C1。

4 软件程序设计

TI针对网络开发发布了网络开发套件(Network Development Kit，NDK)，能将多个模块的配置操作交给NDK网络框架实现，同时数据分包和解析也无需程序员过多考虑，加速了网络开发进程。NDK构建在实时操作系统SYS/BIOS之上，NDK通过OS抽象层与BIOS进行交互，同时BIOS的cfg配置文件能对NDK各模块进行可视化查看。

本文基于多核DSP实时操作系统SYS/BIOS上，设计了以太网通信程序。该操作系统能够提供较多的集成模块，方便用户编写程序，且还有软硬件中断管理、多任务同步机制、多核通信机制和存储器管理机制等，可为用户进行多线程多任务开发提供模块化的框架。以太网通信接口的软件总体结构如图7所示。

SYS/BIOS为整个软件提供集成开发环境，不仅拥有适合实时系统的多线程优先抢占机制，还可添加需要的封装库，使得编写程序时可以更加方便地调用库函数。NDK是DSP的网络程序开发集成工具，其中，stack.lib给出了从顶层socket到底层PPP关于TCP/IP协议栈的封装库;nettool.lib提供用于socket网络套接字和用于网络应用开发工具的封装库;os.lib提供应用于SYS/BIOS和网络编程套件之间的系统协调的封装库;hal.lib提供外围设备和网协议栈之间接口的封装库;netctrl.lib提供DSP网络编程的整体控制，可用来配置底层驱动和协议。

本文DSP片上系统软件分为3部分：SYS/BIOS平台和NDK的TCP/IP协议栈建立和配置;用户程序;编制底层驱动程序。