基于A(yíng)RM微處理器TCP/IP協(xié)議棧LwlP實(shí)現
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隨著(zhù)嵌入式系統與網(wǎng)絡(luò )的日益結合，越來(lái)越多的嵌入式設備需要實(shí)現Internet網(wǎng)絡(luò )化，支持嵌入式設備接入網(wǎng)絡(luò )，已成為嵌入式領(lǐng)域重要的研究方向。而目前嵌入式系統中大量應用低速處理器，受內存和速度限制，實(shí)現完整的TCP／IP協(xié)議較為困難，LwIP作為較為成熟的嵌入式TCP／IP協(xié)議棧受到了廣泛的應用。
1 硬件平臺
本通信系統的硬件平臺由以下幾個(gè)部分組成：S3C2410主CPU芯片控制嵌入式外圍設備的存儲、通信、保護、調試、顯示等操作；DSP和FPGA負責信號數據的采集和處理；CS8900A負責網(wǎng)絡(luò )數據的收發(fā)；其他部分還包括串口RS232的通信、LCD的數據顯示、數據存儲FLASH和SDRAM以及其他硬件控制等。本硬件通信平臺的原理框圖如圖1所示。
2 TCP／IP協(xié)議棧LwIP的移植
LwIP由幾個(gè)模塊組成，除TCP／IP協(xié)議的實(shí)現模塊外(IP，ICMP，UDP，TCP)，還有包括許多相關(guān)支持模塊。這些支持模塊包括：操作系統模擬層、緩沖與內存管理子系統、網(wǎng)絡(luò )接口函數及一組Internet校驗和計算函數。緩沖與內存管理子系統等大部分模塊LwIP都已經(jīng)獨立出來(lái)，在移植的過(guò)程中不需要改動(dòng)，我們只需要實(shí)現操作系統模擬層以及底層硬件驅動(dòng)就可以正常工作。
操作系統模擬層存在的目的主要是為了方便LwIP的移植，它在底層操作系統μcosⅡ和LwIP之間提供了一個(gè)接口。這樣，我們在移植LwIP到一個(gè)新的目標系統時(shí)，只需修改這個(gè)接口即可。操作系統模擬層需要實(shí)現信號量操作函數、郵箱操作函數和線(xiàn)程操作函數三類(lèi)。
為支持操作系統模擬層，還需要完成與CPU或編譯器相關(guān)的定義，如數據類(lèi)型、數據長(cháng)度、字的高低位順序等，這些應該與實(shí)現μC／OS-Ⅱ時(shí)相一致。另外需要注意的是由于一個(gè)網(wǎng)絡(luò )可能由不同的體系結構的CPU組成，其字節順序可能有兩種方式：Little-endian順序和Big-endian順序。需要注意字節順序的相互匹配。
3 底層網(wǎng)絡(luò )驅動(dòng)的實(shí)現
底層網(wǎng)絡(luò )驅動(dòng)的框架LwIP已經(jīng)為我們實(shí)現了絕大部分(如圖2所示)，我們只需要在作者設計好的框架中完成與底層硬件相關(guān)的部分即可。即我們只需要實(shí)現與硬件相關(guān)的網(wǎng)卡初始化函數網(wǎng)絡(luò )數據包發(fā)送函數和網(wǎng)絡(luò )數據包接收函數。
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