嵌入式系統(tǒng)中tcp_ip協(xié)議的精簡(jiǎn)與實(shí)現(xiàn)

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1、您的論文得到兩院院士關(guān)注嵌入式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用文章編號(hào):1008-0570(2006)06-2-0107-03嵌入式系統(tǒng)中TCP/IP協(xié)議的精簡(jiǎn)與實(shí)現(xiàn)ReducingandrealizingTCP/IPprotocolonembeddedsystem(臺(tái)州學(xué)院)雷必成Lei,Bicheng摘要:通過(guò)對(duì)TCP/IP協(xié)議的分析,結(jié)合嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn),挑選出一套精簡(jiǎn)、實(shí)用的TCP/IP協(xié)議子集,并詳細(xì)介紹各協(xié)議層的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。為嵌入式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的開發(fā)提供一個(gè)較為簡(jiǎn)單且可行的思路。關(guān)鍵詞:嵌入式系統(tǒng),以太網(wǎng),TCP/IP協(xié)議,UDP,ARP中圖分類號(hào):TP393.04文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼

2、:Aabstract:ThroughanalyzingTCP/IPprotocolandcharacterofembeddedsystem,itscreensoutasetofreducedandpracticalpro-tocols,andintroducestheprocessofrealizingforeachprotocol-layer.Itprovidesafeasibleandsimplemethodforexploitureofem-beddednetworksystem.keyword:embeddedsystem,ethernet,TCP/IP

3、protocols,UDP,ARP技1引言2協(xié)議的分析與選擇術(shù)嵌入式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)就是在嵌入式設(shè)備上實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)眾所周知,TCP/IP是一個(gè)協(xié)議族,是幾百種網(wǎng)絡(luò)絡(luò)互聯(lián)功能的系統(tǒng),一般要求嵌入式設(shè)備在軟件上支協(xié)議的集合。通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有足夠的資源支持通信創(chuàng)持TCP/IP協(xié)議棧,實(shí)現(xiàn)有關(guān)的以太網(wǎng)通信協(xié)議。如何協(xié)議在內(nèi)核實(shí)現(xiàn),但是嵌入式系統(tǒng)則不同,因?yàn)槠湫聦?shí)現(xiàn)TCP/IP協(xié)議是嵌入式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一,CPU處理能力和系統(tǒng)存儲(chǔ)能力都受到成本限制,充分利用資源、提高系統(tǒng)性價(jià)比是開發(fā)嵌入式應(yīng)用的根本在嵌入式系統(tǒng)中應(yīng)用TCP/IP協(xié)議的關(guān)鍵是,如何設(shè)計(jì)特點(diǎn)。所以要對(duì)TCP/IP協(xié)

4、議進(jìn)行精簡(jiǎn)以適應(yīng)嵌入式系出精簡(jiǎn)、高效的TCP/IP協(xié)議子集,以此來(lái)減少對(duì)系統(tǒng)統(tǒng)。資源的占用。下面我們以實(shí)際的Internet網(wǎng)絡(luò)報(bào)警系統(tǒng)為例,目前使用廣泛的TCP/IP協(xié)議棧有LWIP(Light設(shè)計(jì)一個(gè)較為精簡(jiǎn)的TCP/IP協(xié)議子系統(tǒng)。此系統(tǒng)采用Weight)、uIP、LinuxIP等,這些協(xié)議棧具有一定的通用32位ARM結(jié)構(gòu)的三星S3C440BX處理器,加SMSC性,包含的協(xié)議內(nèi)容比較全,同時(shí)也比較復(fù)雜。具體在公司的以太網(wǎng)控制芯片LAN91C113,以及另外一些外移植到應(yīng)用系統(tǒng)的時(shí)候要考慮的問(wèn)題較多,各個(gè)庫(kù)文圍芯片組成。此系統(tǒng)要求經(jīng)Internet傳送一些現(xiàn)

5、場(chǎng)采件和全局變量相互交叉引用,若要針對(duì)特定系統(tǒng)進(jìn)行集的報(bào)警數(shù)據(jù)到遠(yuǎn)程站點(diǎn),要求實(shí)時(shí)性好、傳輸速度精簡(jiǎn),則牽一發(fā)而動(dòng)全身,尤其是存儲(chǔ)器的管理及上快,但每次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量很少,只是簡(jiǎn)單的報(bào)警信息。層協(xié)議與底層網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)的接口是兩個(gè)最大的移植難根據(jù)這些要求,再經(jīng)詳細(xì)分析TCP/IP各協(xié)議層實(shí)現(xiàn)的題。功能,精簡(jiǎn)出的協(xié)議子集如圖1:為了能對(duì)TCP/IP協(xié)議有較深的了解,又利于后期進(jìn)行深入研究,我們?cè)趯?shí)現(xiàn)一具體的Internet網(wǎng)絡(luò)報(bào)警系統(tǒng)時(shí),進(jìn)行自主的嵌入式TCP/IP協(xié)議開發(fā)。下文所介紹的TCP/IP協(xié)議系統(tǒng)由于精簡(jiǎn)而利于實(shí)現(xiàn),且無(wú)需進(jìn)行內(nèi)存管理,適合傳送數(shù)據(jù)量不大的嵌入式

6、系統(tǒng)。在實(shí)現(xiàn)時(shí),只要根據(jù)相應(yīng)的數(shù)據(jù)幀格式,在各層完成相應(yīng)的功能即可。非常適合研究學(xué)習(xí)之用,為嵌入圖1精簡(jiǎn)的TCP/IP協(xié)議子集式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的開發(fā)提供一個(gè)較為可行且簡(jiǎn)單的思路。首先在鏈路層上,由于采用以太網(wǎng)的接入方式,系統(tǒng)必須要實(shí)現(xiàn)IEEE802.3所規(guī)定的CDMA/CD協(xié)雷必成:講師碩士議。CDMA/CD協(xié)議不需用戶實(shí)現(xiàn),此協(xié)議只要采用通基金項(xiàng)目:浙江省基金項(xiàng)目(X104003)用的以太網(wǎng)接口芯片就可支持。其次,為了保證系統(tǒng)《PLC技術(shù)應(yīng)用200例》郵局訂閱號(hào):82-946360元/年-107-嵌入式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用中文核心期刊《微計(jì)算機(jī)信息》(嵌入式與SOC)200

7、6年第22卷第6-2期在以太網(wǎng)中的通信,系統(tǒng)還需實(shí)現(xiàn)ARP應(yīng)答協(xié)議,該3)鏈路層ARP協(xié)議的實(shí)現(xiàn):協(xié)議用于將IP地址映射成以太網(wǎng)MAC地址。ARP的首先定義ARP數(shù)據(jù)幀頭結(jié)構(gòu)及ARP高速緩沖執(zhí)行依靠維持一張表來(lái)完成IP地址和MAC的地址的表,數(shù)據(jù)幀必須根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)定義,高速緩沖表至少要含映射。有IP地址及相對(duì)應(yīng)的MAC地址兩項(xiàng)。由于嵌入式系在網(wǎng)絡(luò)層,由于系統(tǒng)要求能夠在Internet進(jìn)行通統(tǒng)所連接的對(duì)象數(shù)目較少且都比較固定,所以就去掉信,因此系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)IP協(xié)議。IP層的代碼有兩個(gè)功了緩沖表的定時(shí)刷新程序,這樣可以大大減少系統(tǒng)的能:驗(yàn)證到來(lái)的IP報(bào)文報(bào)頭的正確性,并且

8、對(duì)TCP和刷新開銷。IC