基于ENC424J600的以太网与串行接口转换技术

　　论述了在STM32系列的MCU上移植TCP/IP协议栈LwIP，并利用新型以太网控制器ENC24J600实现网络数据传输功能。该系统主要完成的功能是接收上位机发送的数据，并将这些数据转换成通用串行接口输出。ENC424J600是Microchip新推出的一款以太网控制器，其速度优于ENC28J60，同时为用户提供两种接口模式。本文介绍了其基于SPI接口模式下的实现过程，详细描述了该网卡驱动的硬件电路和软件流程。

　　1 ENC424J600简介

　　ENC424J600是Microchip公司推出的单独可用的快速以太网控制器。其与MCU的连接方式可采用具有工业标准的串行总线SPI或灵活的并行接口。SPI接口数据速率可达14 Mb/s、并行接口速率可达140 Mb/s。ENC424J600满足10 basc-TX全双工、半双工模式、100base-TX全双工、半双工模式，4种模式均符合IEEE802.3协议。芯片内置PHY物理层及MAC媒体访问控制层。引擎具有RSA、DiffieHelman、AES、MD5、和SHA-1算法。芯片具有44引脚TQFP和QFN两种封装形式。该芯片另一个突出特点是具有24 KB的SRAM Buffer，基本不需要外接SRAM。芯片SRAM Buffer的分配如图1所示。

　　SRAM Buffer被分为两个区域，一般将General Purpose Buffer设为发送区，RX FIFO Burfer设为接收区，通过指针ERXST区分两个区域，通常将接收区设置较大以防止接收帧溢出。

　　2 系统硬件电路设计

　　2.1 网络控制器外围硬件电路

　　ENC424J600网络控制器外围硬件电路设计需要注意的几点有：ENC424J600的SPISEL引脚需要通过100kΩ电阻上拉至电源，这样系统上电时就能进入SPI模式，同时引出INT引脚作为接收中断使用;每个电源引脚与地之间都应连接一个电容，为更好地防止干扰在设计时加了两个电容，布线时使0.01μF电容更靠近电源引脚;RBIAS引脚需接一个12.4 kΩ的电阻到地;另外RD+、RD-差分信号处的接法与一般的网络控制器不同，它不是直接通过电阻接到电源上，需要特别注意。以太网接口则采用HR961160C，该插座集成以太网隔离变压器、LED灯于一体，同时是贴片式的，节约PCB制板空间。在PCB布线时需要注意的是RD+、RD-和TD+、TD-两对高频差分线的走线应对称并尽可能短。

　　ENC424J600外围硬件电路及HANRUN以太网变压器插座外围电路图如图2、图3所示。