嵌入式網(wǎng)絡(luò )撥號功能設計與實(shí)現

摘要：以先進(jìn)的精簡(jiǎn)指令(RISC)的ARM9 S3C2410X微處理器為核心，通用無(wú)線(xiàn)分組業(yè)務(wù)(GPRS)和全球移動(dòng)通訊系統(GSM)模塊等組成無(wú)線(xiàn)上網(wǎng)系統。通過(guò)對網(wǎng)絡(luò )撥號功能的程序設計，并充分利用Qt／Embedded系統關(guān)于網(wǎng)絡(luò )資源的特點(diǎn)，實(shí)現無(wú)線(xiàn)MODEM經(jīng)GPRS連接到Internet的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )通信，為了使程序設計更加合理，本文將網(wǎng)絡(luò )撥號分成兩部分，即網(wǎng)絡(luò )和撥號。經(jīng)過(guò)在嵌入式Linux操作系統上驗證測試，本設計既可較好地完成網(wǎng)絡(luò )拔號功能，又可方便地應用在PDA等智能嵌入式系統中。
關(guān)鍵詞：GPRS；網(wǎng)絡(luò )拔號；PPP協(xié)議；GSM

隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )時(shí)代的深入，Internet己成為重要的基礎信息設施，越來(lái)越多的設備需要接入Internet，對于PDA等一些嵌入式智能系統，實(shí)現無(wú)線(xiàn)通信是十分必要的。撥號上網(wǎng)方式是家用電器利用互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現智能化的途徑之一，目前在接入網(wǎng)絡(luò )的眾多方式中，比較經(jīng)濟實(shí)用的方式是通過(guò)撥號連接ISP的接入模式。這種模式下使用的數據鏈路層協(xié)議主要是PPP。
本文分析了撥號上網(wǎng)的PPP協(xié)商過(guò)程，對網(wǎng)絡(luò )拔號功能程序設計進(jìn)行了深入研究，并在基于A(yíng)RM9處理器為核心的嵌入式硬件平臺上驗證實(shí)現。

1 系統硬件平臺的搭建
本文采用基于A(yíng)RM920T內核的芯片S3C2410X，它是美國ARM公司推出的一款32位嵌入式RISC微處理器。該處理器主要面向手持式設備以及高性?xún)r(jià)比、低功耗的應用。
無(wú)線(xiàn)通信模塊采用GPRS模塊。wavecom Q2403A是一款基于GPRS網(wǎng)絡(luò )傳送數據的無(wú)線(xiàn)Modem，能夠實(shí)現語(yǔ)音呼叫、短消息服務(wù)、數據傳輸等功能。Q2403A對用戶(hù)提供了多種接口，包括電源接口、液晶顯示器接口、SIM卡接口、充電器接口、耳機接口、麥克風(fēng)接口，以及用于其他特殊目的的多種外圍設備接口。Q2403A通過(guò)GPRS發(fā)送數據時(shí)的下載速度是26．8 Kb／s，上傳速度為13．4 Kb／s?；贏(yíng)RM微處理器的系統硬件結構如圖1所示。

2 網(wǎng)絡(luò )撥號連接過(guò)程
在眾多接入網(wǎng)絡(luò )的方式中，本文以GPRS為例，說(shuō)明具體網(wǎng)絡(luò )撥號連接過(guò)程。網(wǎng)絡(luò )撥號接入Internet是使用PPP協(xié)議創(chuàng )建連接，利用GPRS進(jìn)行數據傳輸的。其中PPP鏈路建立過(guò)程分為創(chuàng )建階段、認證階段和網(wǎng)絡(luò )協(xié)商階段。
(1)創(chuàng )建PPP鏈路
鏈路控制協(xié)議LCP(Link Control Protocol)負責創(chuàng )建鏈路。在這個(gè)階段，將對基本的通信方式進(jìn)行選擇。
(2)用戶(hù)驗證
在這個(gè)階段，客戶(hù)端會(huì )將自己的身份發(fā)送給遠端的接入服務(wù)器。該階段使用一種安全驗證方式避免第三方竊取數據或冒充遠程客戶(hù)接管與客戶(hù)端的連接。在認證完成之前，禁止從認證階段前進(jìn)到網(wǎng)絡(luò )層協(xié)議階段。如果認證失敗，認證者應該躍遷到鏈路終止階段。
最常用的認證協(xié)議有口令驗證協(xié)議PAP(Password Authentication Protoc01)和取得IP選項和IP地址IPCP(Internet Protocol Control Protocol)。
(3)調用網(wǎng)絡(luò )層協(xié)議
認證階段完成后，PPP將調用在鏈路創(chuàng )建階段選定的網(wǎng)絡(luò )控制協(xié)議NCP(Network Control Protocol)。選定的NCP解決PPP鏈路之上的高層協(xié)議問(wèn)題。例如，在該階段IP控制協(xié)議(IPCP)可以向撥入用戶(hù)分配動(dòng)態(tài)地址。
這樣，經(jīng)過(guò)三個(gè)階段以后，一條完整的PPP鏈路就建立起來(lái)了。