经济高效的单芯片以太网连接解决方案
惠俊军 王志贤
以太网并不仅仅是办公室的专利。开发网络设备、安全系统、工业控制和Web无线等应用的工程师一直都梦想着拥有一种单芯片的、基于闪存的以太网解决方案，带有内置的10/100以太网媒体访问控制器（EMAC）和以太网物理层（EPHY）。飞思卡尔半导体的 MC9S12NE64正是这样一种产品。
飞思卡尔半导体的一个重要客户EBTRON的灌溉控制系统基于飞思卡尔的16位MC9S12NE64（NE64）以太网解决方案，能够持续监视土壤的湿度和温度，然后发出打开和关闭灌溉系统的信号，以达到最理想的灌溉效果。在不断变化的环境中，湿度水平可以完全适应特定的植物。这样不但节约了大量水源，还能控制灌溉成本。这仅仅是NE64能够实现的众多应用中的一个。
单芯片以太网连接
MC9S12NE64是一款16位微控制器，可以与第三方TCP/IP协议栈实现低成本的端节点以太网解决方案，同时具有Metrowerks的CodeWarrior工具的快速设计turns courtesy功能。
基于闪存的MC9S12NE64微控制器秉承了飞思卡尔一贯的设计传统，进入以太网的低端市场。网络设备、工业控制、安全系统、照明控制、电源监视器和自动售货机远程访问的设计人员现在拥有了一种更好的方式，用以提供强大、经济高效的解决方案。
强大的核心性能
MC9S12NE64基于强大的HCS12核心，后者集成了第三代闪存技术。其丰富的以太网连接功能包括：
● 目标代码与8位68HC11和68HC12系列兼容。
● 为C语言优化的简洁代码。
● 高达25 MHz的总线速率（最短指令周期为40ns）。
● 灵活的寻址模式，可实现高效的指针操作和循环控制。
连续的实时仿真现在已成为单个调试接口上的标准操作程序。片上调试模块具有跟踪和触发功能，而这些功能一度曾是价格昂贵的仿真器的专利。此外，片上调试的优点还包括：
● 没有传统仿真器在频率和电压方面的限制；在整个运行电压和频率范围内，都可以实时仿真所有的MCU功能。
● 四种总线捕获模式，可提供灵活的数据采集。
● 摒弃笨重的仿真器电缆，取而代之的是专用的针脚，实现无干扰调试。
● 采用9个灵活的触发器和硬件缓冲，取代仿真器昂贵的总线分析器。
● 在运行应用代码的同时，可以查看和更改内部寄存器和存储器。
● 一站式，目标处理器上的运行或跟踪应用。
单个芯片功能俱全
多芯片以太网解决方案成本高昂，且由于设计复杂，产品投放市场需要更长的时间。此外，多芯片以太网解决方案需要更多的互连，可能导致可靠性问题，因此它不是工业控制和端节点以太网市场的理想之选。
对于具有经济头脑的设计人员来说，灵活性也是一个非常重要的因素。IEEE 802.3 EMAC可以处理以太网协议过滤，并提供两个接收缓冲器和一个发送缓冲器（它们的大小可调节，并且共享RAM），从而使用户能够自由选择设计。单纯从财务角度看，免费的EMAC软件驱动可以简化开发。第三方厂商提供的一系列TCP/IP协议栈支持，从最基础的产品一直到功能最齐全的产品。
集成IEEE 802.3 10/100 EPHY经过了精确调节，就如同工业市场上的EMAC一样。除了完全集成的收发器接口外，EPHY还提供了全双工和半双工运行，并且可以自动协商数据传输速率，在10 Mbps和20 Mbps两个速率之间选择。它支持与变压器和RJ45插槽的直接连接，100m范围内都可以运行。
飞思卡尔还提供了4个芯片到芯片的接口，包括用于提供有效数据交换的I2C总线，因而无需使用地址译码器，而且降低了芯片到芯片连接的数量。除了I2C总线接口外，MC9S12NE64还有两个SCI通道和一个SPI通道，用于芯片到芯片的通信。
网络设计人员的以太网应用
MC9S12NE64的优点远不止使用简便、性能优良和价格优惠这么简单。在工业和端节点以太网应用方面，最终用户总是期望产品拥有较长的使用寿命，并且可以远程配置和提供服务。因而伸缩性、延伸性和灵活性就成了关键。
除了能够处理以太网协议过滤、接收和发送缓冲区大小可调节外，MC9S12NE64还支持闪存编程，使客户产品能够快速投放市场。 MC9S12NE64的其他优点包括：现场更新、远程电子邮件消息发送、远程Web服务确认、远程运操监控、远程设备控制等。它提供了一种快速、经济高效的方法，可在芯片上建立一个支持Web的服务器。
（Freescale公司）
