[发明专利]基于FPGA和W5100的以太网装置及控制方法

权利要求书

1.一种基于FPGA和W5100的以太网装置，其特征在于，包括FPGA，以及通过FPGA的IO接口与FPGA连接的若干W5100芯片，所述FPGA通过有限状态机控制W5100芯片的接口时序。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，W5100芯片的地址总线ADDR14～ADDR0分别与FPGA的IO接口的地址总线ADDR14～ADDR0连接，数据总线DATA7～DATA0分别与FPGA的IO接口的数据总线DATA7～DATA0连接，片选信号线CS与FPGA的IO接口的CS连接，WR、RD、INT信号线分别与FPGA的IO接口的WR、RD、INT信号线连接。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述FPGA控制W5100芯片的有限状态机包括W5100_IDLE、W5100_INIT、W5100_Sn_INIT、W5100_JUDGE、W5100_DAT_RECV、W5100_DAT_SEND、W5100_CLOSED。

4.一种应用权利要求1-3任一项所述以太网装置的控制方法，其特征在于，步骤为：

(1)W5100_IDLE：对W5100进行复位，复位时间要大于2us；

(2)W5100_INIT：对W5100基础寄存器进行初始化；

(3)W5100_Sn_INIT：对SOCK端口进行设置以及建立TCP连接；

(4)W5100_JUDGE：在这个状态检测是否有终止连接请求，是否有数据接收或者发送，FIFO是否有数据；

(5)W5100_DAT_RECV：用于读取接收的数据；

(6)W5100_DAT_SEND：用于把数据写到发送缓冲区；

(7)W5100_CLOSED：关闭TCP/IP连接。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(2)主要包括：

基础设置，包括模式寄存器，中断屏蔽寄存器，重发时间寄存器，重发次数寄存器；

网络信息设置，包括网管地址寄存器，本机物理地址寄存器，子网掩码寄存器，本机IP地址寄存器；

端口存储信息设置。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(3)主要工作流程为：

(301)端口初始化，设置端口n模式寄存器，本机端口n的端口号，端口n命令寄存器；

(302)侦听，设置命令寄存器为侦听模式；

(303)等待连接成功，当收到远程对端发来的连接请求，W5100将回复ACK数据包，并把状态改变成连接状态，需要读取状态寄存器，以获得连接状态。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(5)主要工作流程为：

(501)获取读地址信息；

(502)根据端口n接收缓冲区RX的基地址和RX屏蔽地址计算物理地址；

(503)根据物理地址读取接收的数据。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(6)主要工作流程为：

(601)读取端口n发送存储器剩余空间寄存器，以便确定发送数据的大小；

(602)读取写指针寄存器，并计算物理地址；

(603)根据物理地址把数据写到发送缓冲区。