嵌入式TCP-IP協(xié)議的研究與ARM實現(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，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)域的一個新方向，成為實現(xiàn)遠程監(jiān)控的主要途徑和方式。現(xiàn)有的嵌入式Internet方案，存在成本高、實現(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)用需求簡化TCP/IP協(xié)議。針對這一問題，本文以基于ARM

2、的遠程監(jiān)控系統(tǒng)為對象，以EasyARM2200開發(fā)板為平臺，在分析ARM芯片LPC2210及網(wǎng)絡(luò)芯片RTL8019AS的基礎(chǔ)上，重點研究了TCP/IP協(xié)議，根據(jù)嵌入式遠程監(jiān)控系統(tǒng)的特點及功能，對TCP/IP協(xié)議進行選擇和必要的精簡，并對4層協(xié)議中各層之間的傳遞方式、操作方式等進行研究，以實現(xiàn)減少系統(tǒng)開銷少，每一層間相互獨立，內(nèi)存操作簡單的精簡目標。提出一種工業(yè)以太網(wǎng)設(shè)計方案，并對設(shè)計的協(xié)議進行測試。 主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下：

3、 (1)對ARM7TDMI核的體系結(jié)構(gòu)進行深入分析，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)分析研究實時操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ的組成結(jié)構(gòu)和內(nèi)核工作原理。對μC/OS-Ⅱ的內(nèi)核、任務(wù)處理、時間處理、任務(wù)同步與通信、CPU管理等等5個部分進行了移植：其內(nèi)核精簡，可理解性和可移植性強。

4、 (3)針對具體的芯片LPC2210，研究了μC/OS-Ⅱ內(nèi)核移植所涉及的三個關(guān)鍵文件的內(nèi)容，并實現(xiàn)了移植。通過編寫一個2任務(wù)的測試程序進行測試，結(jié)果表明移植代碼運行良好。 (4)對TCP/IP協(xié)議進行深入的研究，并根據(jù)嵌入式遠程監(jiān)控系統(tǒng)的特點及功能，對使用的TCP/IP協(xié)議進行選擇，作必要的簡化。采取TCP/IP協(xié)議四層之間通過函數(shù)進行數(shù)據(jù)傳遞；通過指針操作，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)開銷。