基于嵌入式Linux的輕型網(wǎng)關(guān)的設(shè)計.pdf

1、在信息技術(shù)的研究領(lǐng)域中，嵌入式網(wǎng)絡(luò)是一個非常重要的研究方向，而在嵌入式網(wǎng)絡(luò)中，嵌入式網(wǎng)關(guān)是一個非常重要的組成部分，它對嵌入式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展有著舉足輕重的意義。文中我們分析了構(gòu)建嵌入式輕型網(wǎng)關(guān)的一些關(guān)鍵技術(shù)，在對一些嵌入式技術(shù)進行分析的基礎(chǔ)上，提出了一種嵌入式輕型網(wǎng)關(guān)的設(shè)計方案，實現(xiàn)了多種嵌入式網(wǎng)絡(luò)與局域網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)通信，并給出了具體實現(xiàn)。芯片采用了三星公司的ARM9系列微處理器S3C2410，嵌入式操作系統(tǒng)選用arm-Linux。本文主

2、要對嵌入式網(wǎng)關(guān)設(shè)計方案、實時多任務(wù)操作系統(tǒng)(RTOS)、協(xié)議轉(zhuǎn)換、嵌入式網(wǎng)關(guān)的軟硬件設(shè)計、操作系統(tǒng)的移植，以及嵌入式網(wǎng)關(guān)在生產(chǎn)控制、智能家庭網(wǎng)方面的運用等做了深入研究。具體涉及到建立開發(fā)環(huán)境，運行操作系統(tǒng)，移植操作系統(tǒng)及其應(yīng)用函數(shù)庫，編寫某些特定設(shè)備的驅(qū)動程序等。通過嵌入式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將智能設(shè)備能連接起來形成一種分布式的網(wǎng)絡(luò)，并提供一種成本低、可靠性高、靈活性好、控制方便的網(wǎng)絡(luò)平臺。嵌入式網(wǎng)絡(luò)由嵌入式控制器通過網(wǎng)絡(luò)接口接入各類網(wǎng)絡(luò)，包括常

3、見的LAN網(wǎng)、WAN網(wǎng)、Internet網(wǎng)、Intranet網(wǎng)等，組成一個具有分布式網(wǎng)絡(luò)信息處理能力和先進控制功能的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，我們采用的嵌入式控制器是基于嵌入式Linux的輕型網(wǎng)關(guān)。利用輕網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，如CAN、RS-485等總線將智能設(shè)備組網(wǎng)，增加一個輕型網(wǎng)關(guān)，輕型網(wǎng)關(guān)可以與一個調(diào)制解調(diào)器或其它較貴的網(wǎng)絡(luò)連接媒體(如Ethernet)組合在一起作為一端，配備一個價廉的輕載網(wǎng)絡(luò)(如CAN、RS-232、RS-485等總線網(wǎng)或無線網(wǎng))作為

4、另一端。Internet上面的各種“重網(wǎng)絡(luò)”通信協(xié)議(如ARP，HTTP，TCP／IP等)均由輕型網(wǎng)關(guān)完成，而嵌入式系統(tǒng)僅僅實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與控制。當(dāng)其本地子網(wǎng)上的某一設(shè)備請求服務(wù)時，輕型網(wǎng)關(guān)可以通過調(diào)制解調(diào)器撥號或通過局域網(wǎng)連接到Internet站點。相反地，當(dāng)一個網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用(如使用Web瀏覽器的一個遠(yuǎn)程客戶)需要通信時，輕型網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)處理來自遠(yuǎn)程網(wǎng)間連接器的通信要求。我們選用的嵌入式操作系統(tǒng)是Linux，首先對Linux做了內(nèi)核分析，通過剪

5、裁Linux內(nèi)核來實現(xiàn)其體積小，實時性高的優(yōu)點。對Linux的一些缺點我們通過局部的改造來滿足網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的需要。 在具體實現(xiàn)中，采用一款基于ARM920T核的嵌入式微處理器--S3C2410，利用它建立一個嵌入式系統(tǒng)，實現(xiàn)輕型網(wǎng)關(guān)的功能。S3C2410具有出色的內(nèi)核性能和豐富的外部接口，并具有TCP／IP協(xié)議棧，容易實現(xiàn)TCP／IP協(xié)議，實現(xiàn)與因特網(wǎng)的接入。該處理器工作頻率最高達到203MHz。這個工作頻率能夠使處理器輕松運行Wi