嵌入式TCP-IP協(xié)議的研究與ARM實(shí)現(xiàn).pdf

1、Internet網(wǎng)和骨干網(wǎng)技術(shù)飛速發(fā)展，使得基于分組交換技術(shù)的通信性能、質(zhì)量和可靠性得到穩(wěn)步提高。同時(shí)，高性能、低成本的嵌入式處理器不斷涌現(xiàn)，嵌入式系統(tǒng)將會(huì)被廣泛的應(yīng)用，將嵌入式系統(tǒng)與Internet結(jié)合將成為控制領(lǐng)域的一個(gè)新方向，成為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的主要途徑和方式?，F(xiàn)有的嵌入式Internet方案，存在成本高、實(shí)現(xiàn)復(fù)雜、控制功能差等不足。而應(yīng)用中的嵌入式設(shè)備硬件資源有限，需根據(jù)應(yīng)用需求簡(jiǎn)化TCP/IP協(xié)議。針對(duì)這一問(wèn)題，本文以基于ARM

2、的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)為對(duì)象，以EasyARM2200開(kāi)發(fā)板為平臺(tái)，在分析ARM芯片LPC2210及網(wǎng)絡(luò)芯片RTL8019AS的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究了TCP/IP協(xié)議，根據(jù)嵌入式遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)及功能，對(duì)TCP/IP協(xié)議進(jìn)行選擇和必要的精簡(jiǎn)，并對(duì)4層協(xié)議中各層之間的傳遞方式、操作方式等進(jìn)行研究，以實(shí)現(xiàn)減少系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)少，每一層間相互獨(dú)立，內(nèi)存操作簡(jiǎn)單的精簡(jiǎn)目標(biāo)。提出一種工業(yè)以太網(wǎng)設(shè)計(jì)方案，并對(duì)設(shè)計(jì)的協(xié)議進(jìn)行測(cè)試。 主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下：

3、 (1)對(duì)ARM7TDMI核的體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入分析，搞清楚基于ARM7TDMI核的微處理器LPC2210的內(nèi)核結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)系統(tǒng)、中斷系統(tǒng)和系統(tǒng)控制模塊。研究了網(wǎng)絡(luò)芯片RTL8019AS，分析了網(wǎng)卡芯片的內(nèi)部寄存器組和工作原理。 (2)分析研究實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ的組成結(jié)構(gòu)和內(nèi)核工作原理。對(duì)μC/OS-Ⅱ的內(nèi)核、任務(wù)處理、時(shí)間處理、任務(wù)同步與通信、CPU管理等等5個(gè)部分進(jìn)行了移植：其內(nèi)核精簡(jiǎn)，可理解性和可移植性強(qiáng)。

4、 (3)針對(duì)具體的芯片LPC2210，研究了μC/OS-Ⅱ內(nèi)核移植所涉及的三個(gè)關(guān)鍵文件的內(nèi)容，并實(shí)現(xiàn)了移植。通過(guò)編寫(xiě)一個(gè)2任務(wù)的測(cè)試程序進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果表明移植代碼運(yùn)行良好。 (4)對(duì)TCP/IP協(xié)議進(jìn)行深入的研究，并根據(jù)嵌入式遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)及功能，對(duì)使用的TCP/IP協(xié)議進(jìn)行選擇，作必要的簡(jiǎn)化。采取TCP/IP協(xié)議四層之間通過(guò)函數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞；通過(guò)指針操作，將緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)沿協(xié)議棧向上傳遞，減少了數(shù)據(jù)拷貝的系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)。