DM9000可以直接与ISA总线相连,也可以与大多数CPU直接相连。Mini2440采用的是dm9000直接连接CPU(s3c2440)上。就像是nandflash一样直接被挂在CUP上,被挂在s3c2440的bank4上。
小插曲1:s3c2440芯片把存储系统分为了8个Bank,由nGCS0[0]~nGCS[7] 这8根引脚决定当前访问的是哪一个Bank对应的存储器。其中,前6个Bank用于连接ROM或者SRAM(或者类似SRAM接口的存储器,如Nor Flash),而第7和第8个Bank用于连接SDRAM,并且规定由第7个Bank地址作为SDRAM的起始地址(即0x30000000)。S3c2440有27根地址线:2^27=128MB,所以一个bank最大可寻址128M, 8个bank说明s3c2440最大可寻址1G。
图一
小插曲2:当OM[1:0]=01时,bootingROM data width是16位,当[1:0]=10时,booting ROM datawidth是32位,当OM[1:0]=00时,从NAND FLASH启动。在友善之臂S3C2440开发板上,OM1引脚直接接地。所以说启动bank主要跟nGCS0[0]~nGCS[7]有关,但是OM【1:0】变化的话也会有细微的变化.
小插曲3:注意:不同的启动方式,内存的映射是不同的,当从Nand Flash启动时,片上的BootSRAM被映射到了高位地址(0x40000000),而非Nand Flash方式启动时,则映射到了0x00000000.
图二
图三
首先看一下DM9000的引脚和MINI2440的引脚连接
DM9000 MINI2440 功能描述
SD0 DATA0 数据信号
| |
SD15 DATA15 数据信号
CMD ADDR2 识别为地址还是数据
INT EINT7 中断
IOR# nOE 读命令使能
IOW# nWE 写命令使能
AEN nGCS4 片选使能
可以看出连接了16条数据线,1条地址线,而这唯一的一条地址线用于判断数据线传输的是地址还是数据,所以这16条数据线为数据和地址复用
画个简图吧:
图四
现在开始移植吧:
因为dm9000也是基于平台驱动的,所以我们移植起来会比较方便。
标准驱动移植和修改方法:了解驱动程序框架,确定外设使用的资源,然后将它“告诉”驱动程序,并进行适当设置使它们“可用“。
我们现在已经把外设连接原理图列在上面来了,硬件连接一目了然,所以可以开始移植了。
Linux-2.6.32.2 已经自带了DM9000 网卡驱动驱动,我们需要把mini2440使用到的硬件资源告诉它。
首先添加驱动所需的头文件 dm9000.h:
arch/arm/mach-s3c2440/mach-mini2440.c(在你的开发板体系结构板级初始化文件上添加,我的位置是mach-s3c2440/mach-mini2440.c,你的如果不是就自己找一下)
#include <linux/dm9000.h>
再定义DM9000 网卡设备的物理基地址,以便后面用到:
#define MACH_MINI2440_DM9K_BASE (S3C2410_CS4 +0x300)
问题一:s3c2410_cs4是什么?
见原理图三,nGCS3(也就是nLANLCS)被作为dm9000的选通引脚了,nGCS3选通的是bank4。bank4的起始坡地是:0x2000 0000即:s3c2410_cs4。
问题二:为什么要加0x300?
先看网上的回答吧:
1、 因为dm9000在板子上的地址是0x20000300.
2、 因为dm9000的TX0—TX2为悬空,iobase为0x300.
3、 这个需要看原理图,DM9000A中有一个16KB SRAM,所以0x20000000~0x20000000+16K之间。
唉,没有一个像样的答案,写的文章倒看似水平很高的样子,真是悲哀。可都是所谓的csdn专家呀!
我想上面的人,不知道是完全不懂硬件还是不懂装懂,自欺欺人!
首先,Mini2440只有27根地址线,addr0---addr26。可寻址范围是128M。
有八个bank用做为内存芯片的选通脚,可以寻址128M*8=1G.
即可寻址范围是:0x20000000-------0x20000000+128M(即:0x27FFFFFF)
所以地址写成0x20000000-------0x20000000+128M之间都是可以的,但是注意:addr2必须为0,为什么呢?呆会儿再分析。
上面的答案1,答案2,简直是无稽之谈,无中生有,混蛋答案。迷惑自己更迷惑大家。
上面的答案3,说DM9000A中有一个16KB SRAM,那这个地址应该和cup的地址线地址没有任何关系,因为dm9000是地址线和数据线复用的,
它根本没有用到cup的地址线,他的地址只根驱动写地址命令里面的数据有关。
再填充该平台设备的资源设置,以便和 DM9000 网卡驱动接口配合起来,如下
static struct resource mini2440_dm9k_resource[]= {
[0] = {
.start = MACH_MINI2440_DM9K_BASE, //addr2=0,此空间存放的是要发送的地址
.end = MACH_MINI2440_DM9K_BASE + 3,
.flags = IORESOURCE_MEM
},
[1] = {
.start = MACH_MINI2440_DM9K_BASE + 4, //addr2=1,此空间存放的是要发送的数据
.end = MACH_MINI2440_DM9K_BASE + 7,
.flags = IORESOURCE_MEM
},
[2] = {
.start = IRQ_EINT7, //要使用的外部中断
.end = IRQ_EINT7,
.flags = IORESOURCE_IRQ |IORESOURCE_IRQ_HIGHEDGE,
}
};
/*
* * * The DM9000 has no eeprom, and it's MACaddress is set by
* * * the bootloader before starting thekernel.
* * */
static struct dm9000_plat_data mini2440_dm9k_pdata = {
.flags = (DM9000_PLATF_16BITONLY |DM9000_PLATF_NO_EEPROM), //传送数据总线为16位宽度
};
static struct platform_device mini2440_device_eth = { //平台设备注册函数,告诉内核设备使用了这些硬件资源
.name = "dm9000",
.id = -1,
.num_resources =ARRAY_SIZE(mini2440_dm9k_resource),
.resource = mini2440_dm9k_resource,
.dev = {
.platform_data = &mini2440_dm9k_pdata,
},
};
这样我们把要发送的dm9000的地址信息固定放在了0x20000300,把要存放在该地址的数据存放在0x2000 0304。(因为地址和数据线复用,所以地址和数据需要分两次传送),即:数组【0】是dm9000要取的地址,数组【1】存放dm9000地址对应要存放的数据。数组[2]外部中断号
问题三:.end= MACH_MINI2440_DM9K_BASE + 3,为什么尾地址是+3?
因为一个地址需要四个字节。
问题四:数组【1】.start= MACH_MINI2440_DM9K_BASE + 4,为什么?
注意这个地址是不能随便选的,必须根据数组【0】.start地址和硬件连接情况进行对应的。现在来回答之前提到的问题,为什么MACH_MINI2440_DM9K_BASE定义的时候addr2为能为0.?
请看原理图三,或者图四。
注意这里非常重要,一语双关。Addr2即是Cup的地址线addr0-----addr26中的一员:
1、它的任何一位变化都会使得当前CPU访问的地址发生变化。
2、他连接着dm9000的数据/地址选通引脚,即:addr2=0则写的是地址,addr2=1则写的是数据。
因为当我们的基址是:0x2000 0300的时候,我们现在要写数据了,这时候把addr2置高电平也就是1就开始写数据了,同时cup的访问地址发生改变,变成0x20000304了。(这样做有一个好处,就是我们要写地址了就写到0x2000 0300,要写数据了就写到0x20000300+4,而不需要特意的去改变选通脚状态。不需要写地址的时候特意置0,在写数据的时候特意置1,因为我们访问方式改变的时候选通也会随着改变。)
反过来,我们要设这个地址存放是dm9000的地址还是数据时要考虑addr2的情况。也就MACH_MINI2440_DM9K_BASEp这个地址可以设addr2=0的,0x20000000-------0x20000000+128M的任何一个地址。当然不同的开发板可能会不一样,我们硬件可以换成addr2----addr26中的任何一位。
(addr0,addr1,因为一个数据需要四个字节存放,所以这两位不能做为选通引脚,不然两个存放地址就有重叠的地方了,如果一个数据是一个字节大小则可以)
比如说:我们硬件设定addr3为dm9000读写选通引脚,MACH_MINI2440_DM9K_BASEp就设成0x20000000,那么可以这样写:
[0] = {
.start = MACH_MINI2440_DM9K_BASE, //addr3=0,此空间存放的是要发送的地址
.end = MACH_MINI2440_DM9K_BASE + 3,
.flags = IORESOURCE_MEM
},
[1] = {
.start = MACH_MINI2440_DM9K_BASE + 8, //addr3=1,此空间存放的是要发送的数据
.end = MACH_MINI2440_DM9K_BASE + 11,
.flags = IORESOURCE_MEM
},
数组【2】则是跟中断有关的硬件资源,这个查看上面的原理图与之对应就可以了。
问题六:.flags = (DM9000_PLATF_16BITONLY |DM9000_PLATF_NO_EEPROM),传送数据总线为什么选择16位宽度?
S2c2440支持8位,16位,32位数据传送。看上面的原理图三可知:dm9000只用了LDATA0----LDATA15即16位宽度。
继续移植:把网卡设备在开机的时候进行注册
static struct platform_device *mini2440_devices[] __initdata = {
&s3c_device_usb,
&s3c_device_lcd,
&s3c_device_wdt,
&s3c_device_i2c0,
&s3c_device_iis,
&mini2440_device_eth,
&s3c_device_nand,
&test2440_device_eth, //这里添加dm9000网卡设备
};
到此为止我们已经把设备注册完毕了,按理来说dm9000可以在s3c2440里面启动起来了,可是这里我们还需要对驱动进行修改。
问题七:不是平台驱动吗,内核已经实现了完整的设备无关的驱动吗,我们已经把设备物理信息告诉内核了为什么还要修改驱动呢?
别忘记了,我们这里注册的16位数据宽度,s3c2440默认的是32位数据宽度。还有不同的处理芯片时钟频率是不一样的,网卡使用的频率是有一个范围的。
接着我们修改驱动:
打开 linux-2.6.32.2/drivers/net/dm9000.c,头文件处添加2410 相关的配置定义,如下
红色部分:
#include <asm/delay.h>
#include <asm/irq.h>
#include <asm/io.h>
#if defined(CONFIG_ARCH_S3C2410)
#include <mach/regs-mem.h>
#endif
#include "dm9000.h"
下面我们应该修改总线宽度和时序了。
dm9000_init(void)
{
#if defined(CONFIG_ARCH_S3C2410)
unsigned int oldval_bwscon = *(volatileunsigned int *)S3C2410_BWSCON;
unsigned int oldval_bankcon4 = *(volatileunsigned int *)S3C2410_BANKCON4;
*((volatile unsigned int *)S3C2410_BWSCON) =
(oldval_bwscon & ~(3<<16)) |S3C2410_BWSCON_DW4_16 |
S3C2410_BWSCON_WS4 | S3C2410_BWSCON_ST4; //使能总线宽度为16位,使能nWAIT
*((volatile unsigned int *)S3C2410_BANKCON4) =0x1f7c; // BANK4控制寄存器,用于控制BANK4外接设备的访问时序。
#endif
printk(KERN_INFO "%s Ethernet Driver,V%s\n", CARDNAME, DRV_VERSION);
returnplatform_driver_register(&dm9000_driver);
}
分析:
unsigned int oldval_bwscon = *(volatileunsigned int *)S3C2410_BWSCON;
unsigned int oldval_bankcon4 = *(volatileunsigned int *)S3C2410_BANKCON4;
这里不用管,是先把这个寄存器的值做好保存,然后等网卡操作结束后再恢复它。
具体分析下两两条就可以了。这里设及的bank寄存器也是硬件相关的,在arch\arm\mach-s3c2410\include\mach\ regs-mem.h
文件里有定义。
如:
……
/* bank 3 configurations */
#define S3C2410_BWSCON_DW3_8 (0<<12)
#define S3C2410_BWSCON_DW3_16 (1<<12)
#define S3C2410_BWSCON_DW3_32 (2<<12)
#define S3C2410_BWSCON_WS3 (1<<14)
#define S3C2410_BWSCON_ST3 (1<<15)
/* bank 4 configurations */
#define S3C2410_BWSCON_DW4_8 (0<<16)
#define S3C2410_BWSCON_DW4_16 (1<<16)
#define S3C2410_BWSCON_DW4_32 (2<<16)
#define S3C2410_BWSCON_WS4 (1<<18)
#define S3C2410_BWSCON_ST4 (1<<19)
……
具体查阅该文件与之对应。
*((volatile unsigned int *)S3C2410_BWSCON) =
(oldval_bwscon & ~(3<<16)) |S3C2410_BWSCON_DW4_16 |
S3C2410_BWSCON_WS4 | S3C2410_BWSCON_ST4;
上面语句为使能总线宽度为16位,使能nWAIT
*((volatile unsigned int *)S3C2410_BANKCON4)= 0x1f7c; // BANK4控制寄存器,用于控制BANK4外接设备的访问时序。
问题八:时序的设置为什么是0x1f7c?
这需要查看dm9000数据手册了解该时序过程到底占用了几个时钟周期,并根据CUP时钟速度进行计算,然后用示波器观察结果反复微调。如果不知道怎么算可以学习《计算组成原理》该书有关于时钟,脉冲,指令,总线……响应时间的计算介绍。上面我们设定的是一个很宽松的值,一般的处理器设置成那个值都可以用,但是响应速度当然会有所减慢因为我们是设置最宽松的值嘛。
网上有朋友计算过这个过程,复制过程贴到文章的最下方,如需了解可以查看。
移植完毕,下面对DM9000进行配制编译进内核。
#make menuconfig
开始在内核中配置网卡驱动,依次选择如下菜单项
Device Drivers --->Network device support ---> Ethernet (10 or100Mbit) --->
即可找到DM9000的配置项,加入了DM9000 的支持
然后执行:
#make zImage
到此为止dm9000所有的移植原理全部解析,并且用MINI2440的开发板,内核为linux2.6.32.2 进行过反复测试没有问题。
Over!
Over!
Over!
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网上朋友计算dm9000时序分析如下:http://blog.chinaunix.net/space.php?uid=13321460&do=blog&id=2902457