基于OMAP-L138的数字示波器微处理器硬件设计

以太网的接口电路设计

　　用示波器测量电信号时，信息和测量结果便捷的保存和共享变得日益重要。若数字示波器提供以太网接口，开发人员就可以方便地将测量数据和结果通过网络共享，实现远程调试;也可以将波形数据通过网络上传到PC机上，在PC机上实现波形数据的处理、分析和显示。

OMAP-L138内部集成的以太网控制器(EMAC)支持IEEE802.3标准，支持10Base-T和100Base-T两种以太网标准，有全双工和半双工两种工作模式可供选择，提供了MII和RMII两种以太网接口。

　　选用LAN8710以太网收发器，该以太网收发器提供MII和RMII两种以太网接口。本设计采用MII接口实现LAN8710与EMAC的互联。MII接口包括一个数据接口，一个MAC和PHY之间的管理接口。数据接口包括分别用于发送器和接收器的两条独立信道。每条信道有4根数据线、时钟和控制信号，其中管理接口是双信号接口：一个是时钟信号，另一个是数据信号。通过管理接口，上层能监视和控制PHY。管理接口的时钟MDC由EMAC提供，最高可达 8.3MHz;数据信号MDIO是双向接口，与MDC同步，控制收发器并从收发器收集状态信息。可收集的信息包括链接状态、传输速度与选择、断电、低功率休眠状态、TX/RX模式选择、自动协商控制、环回模式控制等。

　　以太网接口连接示意图如图6所示：

　　图6 以太网接口连接示意图

　　本设计采用外接25M有源晶振为以太网收发器提供时钟输入，当配置为100Mbit/s的数据传输速率时，LAN8710提供给EMAC 25MHz的发送时钟TXCLK和接收时钟RXCLK;当配置为10Mbit/s的数据传输速率时，25MHz时钟输入经LAN8710内部PLL分频 10倍后得到2.5MHz的收、发数据时钟送给EMAC。发送数据总线TXD[3:0]和接收数据总线RXD[3:0]分别在发送时钟TXCLK和接收时钟RXCLK的上升沿被触发。当选择半双工工作模式时，网络冲突监测信号COL若检测到网络出现数据发送冲突，该信号会自动置位报警。载波感应信号CRS 在网络处于繁忙状态时，会自动置位并告知EMAC。若在接收的帧中发现错误，接收数据错误标志信号RXERR会置位，并持续一个或几个RXCLK时钟周期。

　结论

　　本设计有以下优点：数据处理与系统控制同步执行;微处理器内部存储资源丰富，且采用二级缓存结构，系统响应速度快;外设资源丰富，提供了如USB接口、RS232接口和以太网接口等与PC机互联的接口，方便示波器上采集到的波形数据在PC机上实时处理和在线调试;外部存储器资源丰富，采用1Gbit 容量的DDR2 SDRAM作后级波形数据缓存区和显示数据缓存区，能够存储更多波形数据，观察到更多波形细节。由此可见，采用该示波器系统可大幅提高数字示波器的数据处理能力和波形捕获率，整机的响应速度也将上一个台阶。