基于ARM的輕量級TCP-IP協(xié)議棧的移植及應(yīng)用.pdf

1、近年來，嵌入式技術(shù)發(fā)展迅速，已經(jīng)滲透到工業(yè)控制、智能設(shè)備以及電子消費(fèi)品等人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€領(lǐng)域，而Internet技術(shù)也取得了巨大的發(fā)展，為人們所廣為接受，于是嵌入式技術(shù)和Internet技術(shù)相結(jié)合形成的嵌入式Internet技術(shù)適時地出現(xiàn)了，并且成為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、信息共享的關(guān)鍵技術(shù)。 本文首先闡述了課題研究的背景、目的和意義，以及嵌入式TCP/IP協(xié)議棧研究的現(xiàn)狀，然后分析了嵌入式操作系統(tǒng)μ C/OS-Ⅱ的工作原理并描述了把它

2、移植到LPC2210上的過程，為嵌入式TCP/IP協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)提供了操作系統(tǒng)支持。接著，針對嵌入式協(xié)議棧的特殊需求，詳細(xì)分析并采用了零拷貝技術(shù)、跨層技術(shù)等對LwIP協(xié)議棧進(jìn)行了有效的裁剪和優(yōu)化，結(jié)合μ C/PS-Ⅱ設(shè)計了一種緊湊的協(xié)議棧工作模型和內(nèi)存管理機(jī)制。并且結(jié)合μ C/OS-Ⅱ設(shè)計了協(xié)議棧的工作模型和內(nèi)存管理機(jī)制。在驅(qū)動程序的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了對LwIP中的IP協(xié)議、ARP協(xié)議、ICMP協(xié)議、UDP協(xié)議和TCP協(xié)議等幾個協(xié)議棧的裁剪和優(yōu)化

3、。并分析了它們的安全漏洞及基于這些漏洞的攻擊方式，在這個基礎(chǔ)上提出了如攻擊檢測算法等填補(bǔ)漏洞和抵抗攻擊的一些技術(shù)和措施。最后在目標(biāo)板上成功移植了優(yōu)化后的LwIP。 本文同時還設(shè)計了一種能夠提供足夠多軟定時器資源的算法。在不需要操作系統(tǒng)支持的情況下，軟定時器可以給多任務(wù)的系統(tǒng)提供足夠的定時服務(wù)，而且不影響中斷處理時間。并且具有自動回調(diào)功能，啟動一次以后就可自動調(diào)用定時器。此軟定時器使用方便且易移植，大大方便了本課題多次使用定時器的

4、需要。課題結(jié)合具體項目“蓄電池狀態(tài)記錄儀的設(shè)計”，分析了它的各個功能模塊，設(shè)計了其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。對各個功能模塊的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了代碼編寫和測試，借助于TFTP服務(wù)器實(shí)現(xiàn)了基于協(xié)議的嵌入式目標(biāo)板和PC機(jī)間的網(wǎng)絡(luò)通信。 本課題經(jīng)過幾個月的軟硬件設(shè)計和現(xiàn)場測試，已實(shí)現(xiàn)了最初的設(shè)計目標(biāo)。構(gòu)建出了實(shí)驗硬件平臺和一個多任務(wù)多協(xié)議的基本實(shí)時系統(tǒng)框架。以后的開發(fā)者可以不必深入了解μ C/OS-Ⅱ?qū)崟r操作系統(tǒng)和嵌入式TCP/IP協(xié)議棧的情況下就可以方