基于ARM的嵌入式TCP/IP协议的实现.
基于ARM的嵌入式TCP/IP协议的实现
摘要:实现了一种全集成可变带宽中频宽带低通滤波器,讨论分析了跨导放大器-电容(OTA—C)连续时间型滤波器的结构、设计和具体实现,使用外部可编程电路对所设计滤波器带宽进行控制,并利用ADS软件进行电路设计和仿真验证。
仿真结果表明,该滤波器带宽的可调范围为1~26 MHz,阻带抑制率大于35 dB,带内波纹小于0.5 dB,采用1.8 V电源,TSMC 0.18μm CMOS工艺库仿真,功耗小于21 mW,频响曲线接近理想状态。
关键词:Butte
摘要:分析嵌入式TCP/IP协议的选取原则,采用ARM芯片和网络接口控制芯片设计以太网接口,介绍ARM芯片对网络接口控制芯片的控制过程和TCP/IP 协议栈处理数据包的流程,完成嵌入式TCP/IP系统的开发。
该系统可以将数据按网络协议处理,实现数据的以太网传输。
其是一套基于嵌入式实时操作系统的嵌入式网络软件开发平台,即在μC/OS—II的平台上,实现ARM微处理器的TCP/IP协议,在此平台之上,可以方便地进行嵌入式应用系统的开发a 关键词:ARM;嵌入式系统;TCP/IP;以太网
0 引言
以太网具有通用性强、技术成熟、带宽迅速增加等特性,工业控制领域出现嵌入式技术,尤其是ARM技术的发展和DSP在工业控制领域的广泛应用,利用嵌入式技术实现以太网通信已经不难见到。
嵌入式实时操作系统接入网络后将使远程监测、远程控制、远程诊断和远程维护变得越来越容易。
从根本上讲,嵌入式设备接入网络,当前基本采用基于TCP/IP的通信协议。
该方案以LPC2210为核心元件研究基于ARM的嵌入式TCP/IP协议的实现的硬件电路,同时在μC/OS一Ⅱ平台上编写应用软件程序。
下面对系统做详实的阐述,并重点介绍嵌入式实时操作系统μC/OS—II应用于TCP/IP时应进行合理的裁减。
1 系统硬件设计
基于ARM的嵌入式TCP/IP网络通信系统主要包括ARM芯片和以太网控制器等芯片组成的以太网接口、驱动软件和嵌入式TCP/IP协议栈。
硬件原理图如图1所示。
该方案设计相对简单,硬件电路中采用的LPC2210是Philips公司推出的微处理器,带有16 KBRAM,76个通用I/O口,12个独立外部中断引脚,集成有8通道的10位A/D,能够基于芯片设计复杂的系统。
虽然LPC2210具有
较快的访问速度,但片内没有集成FLASH,所以这里扩展1片16 Mb FLASH SST39VFl60来保存用户程序。
其架构满足μC/OS—II正常运行的基本要求。
RTL8019AS是台湾Realtek半导体公司生产的以太网控制器,其性能包括:支持EthernetII和IEEE802.3标准;支持8/16位数据总线;内置16 KWord的SRAM;全双工,收发同时达到10 Mb/s;支持BNC,AUI,UTP介质。
RTLS019AS可提供100脚的TQFP封装,减少了PCB面积,更适合于嵌入式系统。
HR901170A是汉仁电子有限公司生产的RJ45接口连接器(带网络变压器/
滤波器),该连接器满足IEEES02.3和IEEE902.3ab标准,能够较好地抑制电磁干扰。
通过HR901170A系统就可以连接到以太网上。
2 嵌入式协议的选择
TCP/IP协议是一组不同层次上的多个协议的组合,通常被认为是一个包含链路层、网络层、传输层和应用层的4层协议系统,如图2所示。
嵌入式系统是为完成某种特定的功能而设计的专用系统。
嵌入式系统不要求(也不可能)实现所有的TCP/IP协议,所以嵌入式TCP/IP是对TCP/IP协议族进行选择而形成的协议集合。
首先在链路层上,由于采用以太网的接入方式,系统必须实现
IEEE802.3所规定的CDMA/CD(载波监听多路访问及冲突监测)协议,CDMA/CD 协议不需用户实现,此协议只要采用通用的NIC(Network Interface Con—troller,网络接口控制)芯片就可支持。
为了保证系统在以太网中的通信,系统还需实现ARP应答协议,该协议用于将IP地址映射成以太网MAC地址。
ARP 协议包括ARP请求和ARP响应两部分,系统与其他计算机通信,就必须要支持ARP响应。
ARP请求在本地建立了一个IP地址到MAC地址的映射,保证了对外通信的有的放矢。
RARP(逆地址解析)协议主要用于解决如何从MAC地址得到IP 地址,主要用于无盘工作站中。
在网络层,由于系统要求能够在Internet中进行通信,因此系统要实现IP协议。
在TCP/IP协议族中,网络层协议包括IP
协议(网际协议)、ICMP协议(Internet控制报文协议)以及IGMP协议(Internet 组管理协议)等。
IP协议是TCP/IP族的核心协议,它使异构网络之间的通信
成为可能。
因此RTU等系统数据跨越不同的网络进行传输就必须要实现IP协
议。
ICMP中规定了多种协议类型和代码,如果完全地实现也要耗费不少的系统资源,该嵌入式系统中,在ICMP协议中能够测试网络的连通情况即可。
(完整版)基于ARM的嵌入式TCPIP协议的实现
嵌入式系统中网络通信协议的选择一、引言一个现代化工业企业的网络环境一般可分为四个层次:·Internet:实现企业之间的信息交流;·Intranet:实现企业内部管理、财务、办公及人事等的信息化;·Infranet:实现工业企业现场生产设备级的综合管理、调度与监控等;·Embedded Network :嵌入式网络。
实现生产设备内部多个分布式子系统之间的实时通信。
Internet、Intranet都基于TCP/IP协议簇,Intranet是面向广域网的Internet在企业内部局域网上的延伸。
Infranet的建设目前主要采用各种现场总线协议,如ProfiBus、Lonwork、CAN等。
随着社会的进步和技术的发展,现代机电控制系统往往包括若干个子系统,每个子系统既自成一体,拥有自己独立的CPU,又与其它子系统紧密协调。
嵌入式网络就是实现子系统间相互通信的手段。
二、对嵌入式网络的特殊要求嵌入式网络通常应用在环境比较恶劣的工业生产现场,因此在以下几个方面有其自身独特的要求:1. 实时性:生产设备内部多个分布式子系统信息耦合通常比较紧密,对实时性要求很高,这就要求所用的网络协议具有可确定的实时性能,即极坏情况下的响应时间是可确定的;另外在网络节点数比较多,或者有些节点对实时响应要求特别高时,网络协议还应支持优先级调度,以提高时间紧迫型任务的信息传输可确定性。
2. 可靠性:嵌入式网络本身的可靠性直接影响设备的有效作业率、成品率和生产效率,要求网络能动态增加/删除节点;生产现场比较恶劣的电磁环境要求嵌入式网络本身具有很强的抗干扰能力、检错和纠错能力以及快速恢复能力;3. 通信效率:嵌入式网络通信的特点之一是子系统之间通信非常频繁,但每次通信的信息长度很短,因此要求嵌入式网络协议尽量采用短帧结构,且帧头和帧尾尽可能短,从而提高通信效率和带宽的利用率;4. 双重混合支持:不同工作环境的巨大差异决定了嵌入式网络应具有灵活的介质访问协议,不但支持多种介质(双绞线、同轴电缆、光缆),而且支持混合拓扑结构(星型、环型、总线型),有时甚至要求同一个嵌入式网络能同时使用多种介质和多种网络拓扑。
嵌入式TCPIP协议在ARM平台上的应用
382008年第06期,第41卷 通 信 技 术 Vol.41,No.06,2008总第198期 Communications Technology No.198,Totally嵌入式TCPIP 协议栈LWIP 在ARM 平台上的移植与应用孔 栋, 郑建宏(重庆邮电大学,重庆 400065)【摘 要】LWIP 是一套用于嵌入式系统的开放源代码的轻量级TCP/IP 协议栈,它具有移植性强、资源占用率低的优点。
S3C2410A 是以ARM9处理器为内核的硬件平台,在嵌入式领域有广泛的应用。
文中详细介绍了将嵌入式TCPIP 协议栈LWIP 移植到ARM 平台上过程和方法,并通过网络应用对移植效果及其性能做了简单测试和验证。
【关键词】TCPIP 移植;LWIP;ARM;嵌入式【中图分类号】TP316.8 【文献标识码】A 【文章编号】1002-0802(2008)06-0038-03Transplant and Application of LWIP in ARM PlatformKONG Dong, ZHENG Jian-hong(Chongqing University of Posts and Telecommunications, Chongqing 400065, China)【Abstract】LWIP is a light-weight TCP/IP protocol stack. Lwip is source-opened and can be transplanted very easily. ARM9 is the kernel of S3C2410A, which is widely used in the embedded systerm. This paper presents the process and method for transplanting LWIP into ARM platform. The test and verification of transplanting effects and capability by some network application is also done.【Keywords】TCPIP;transplant;LWIP;ARM;embedded0 引言lwIP是瑞士计算机科学院的Adam Dunkels等开发的一套用于嵌入式系统的开放源代码TCP/IP协议栈。
基于ARM核的嵌入式TCP/IP协议栈简化实现
Smp i e aiain o mb d e C / P P oo o tc s d O i l d Re l t fE i f z o e d d T P I r tc lS a k Ba e i ARM o e l C r
X a. nr LU J . n 一,WA G Y .u l U H i u I i g g, i na 。 N i aI h ]
维普资讯
第 1 期 0
徐海军等 : 于 A M核的嵌人式 T WI
基 于 A M 核 的嵌 入 式 T P I 议 栈 简 化 实现 R C /P协
徐海军 ,刘金 刚 ,王益华
( ・ 算机 科 学 联 合研 究 院,北 京 103 ;2 中国科 学 院 计 算技 术研 究 所 计 1 00 7 .
smpi ep oo o t c s c mmu i ai nmo e , rh t cu e s h me i l y t r t c l a k’ o f h s n c t d l a c i t r ,c e .An e t i a e ie o o s mi g cr u t f o e d t n, h s p rgv sal w c n u n i i o h p c
n t r o ew0 k c mmu iai n b s d O h c o r c s o fS ms n 3 4 B X, i h t k sRT g 1 AS a h sc ll y ri tr n c t a e i t emir p o e s ro a  ̄ gS C 4 O wh c a e L 0 9 sp y i a a e n e — o l fc .F n l I c sf l o t g t e e e d d iC i u n t e mir p o e s ra d r aie i h l ewo k c mmu iai g b a e i al s ̄ e sul p r n mb d e L n x o h co rc so n e l srg t n t r o y c y i h  ̄ z y nc t y n S c e p o r mmi g t c iv h e in g a y tsi g ok t rga n ,i a h e et e d sg o lb e t . n
基于ARM的嵌入式TCP-IP协议的实现
基于ARM的嵌入式TCP/IP协议的实现在网络应用日益普遍的今天,越来越多的嵌入式设备实现Internet网络化。
TCP/IP协议是一种目前被广泛采用的网络协议。
嵌入式Internet的技术核心是在嵌入式系统中部分或完整地实现TCP/IP协议。
由于TCP/IP协议比较复杂,而目前嵌入式系统中大量应用低速处理器,受内存和速度限制,有必要将TCP/IP协议简化。
1TCP/IP协议的实现嵌入式TCP/IP协议一般实现:ARP/RARP、IP、ICMP、TCP、UDP、HTTP、SMTP、FTP、TELNET等协议,协议处理的主要流程如图1所示。
1.1TCP协议的实现工业控制领域传输层采用TCP协议、不用UDP协议,是考虑到实时监控系统中传输量并不大,而可靠性要求较高。
TCP协议是面向连接的、端对端的可靠通信协议。
它采用了许多机制来保证可靠传输,应用于嵌入式系统显得过于复杂。
TCP协议数据传输可分为三个阶段:建立连接、传输数据和断开连接。
它的实现过程可以用状态机来描述。
建立连接有两种方法,即主动打开和被动打开。
服务器端是一种被动打开,它一直在侦听连接请求;而客户端是一种主动打开,它发送连接请求以建立连接。
研究发现,如果TCP层的上层实现服务器端的应用,可以将标准TCP状态机建立连接过程中客户端建立连接的状态机部分简化掉。
同理,如果应用是基于客户端的,可以将服务器端建立连接的状态机部分简化掉。
断开连接有两种方式:一是主动断开连接;另一是被动断开连接。
被动断开连接的处理较为简单,但标准TCP协议的主动断开连接的状态机部分过于复杂。
经过实验发现,在需要主动断开连接的时候,发送一个Fin数据报;接收到对Fin数据报的确认后,再发送一个Reset数据报,即可顺利完成一次主动断开连接。
标准的TCP协议使用慢启动的滑动窗口机制。
滑动窗口是一种在流量控制和网络传输效率之间折中的方案。
它允许发送方在等待一个确认之前发送多个窗口,其确认是一种批量的确认。
一种基于ARM的嵌入式网关系统的实现
一种基于ARM的嵌入式网关系统的实现一种基于ARM的嵌入式网关系统的实现引言CAN(Controller Area Network)为控制器局域网络,CAN总线规范已经被国际标准化组织制订为国际标准ISO11898,并得到众多半导体器件厂商的支持,推出各种集成有CAN协议的产品。
CAN属于总线式串行通信网络,由于其采用了许多新技术和独特的设计,低成本、高可靠性、实时性、灵活性、抗干扰能力强等特点,已被广泛应用于各个自动化控制系统中。
在汽车电子、自动控制、电力系统等领域,CAN总线具有无可比拟的优越性。
以太网以其通信数据量大、传输速度快、开放性好、成本低等优点,弥补了现场总线通信速率低的缺陷,成为现阶段信息网络应用最广的局域网技术。
用以太网直接进入工业控制领域,目前还存在一些问题,以太网的媒体访问方式CSDA/CD不能保证网络传输的确定性和实时性,不能满足工业现场恶劣环境的要求。
将以太网引入工业测控领域,通过与现场总线(CAN BUS)分工合作,构成两种异构网络结构,将高效的以太网和低速的现场总线相结合,解决大规模测控系统实时性和可靠性矛盾,提高整个系统的工作效率。
两种异构网络的互连,需要用嵌入式网关实现。
CAN/Ethernet网关设计的主要任务是协议转换,要求数据解析正确完整,同时响应迅速、耗时低、实时性和安全性好。
基于RISC架构的ARM微处理器指令执行效率高,软件操作平台易于建设,同时具备丰富的外围扩展电路,能满足实时多任务要求。
使用ARM技术构造以太网与CAN现场总线协议转换网关是一种高效可行的方案。
1网关硬件系统组成网关的主要功能是进行以太网数据报文与CAN数据帧之间的协议转换,实现以太网与CAN总线的互联。
系统的硬件组成包括CAN 总线接口设计和以太网接口设计,。
S3C2410是Samsung公司推出的一款低价位、低功耗、高性能的32位RISC嵌入式处理器。
该芯片采用ARM920T内核,5级流水线和哈佛结构,工作频率高达266MHz,运行速度可达1.1MIPS。
基于ARM芯片的简单TCP IP协议栈设计与实现说明书
The Design and Implementation of Simple TCP/IP StackBased on ARM ChipHOU QunSchool of Physics and Electronic Information Engineering,Jianghan University, Wuhan, ChinaAbstract: In recent years, research on connecting embedded system with Internet has become one of the fo-cuses in applications of embedded system. The implementation of TCP/IP stack in embedded system is the basis of the research. This paper design a tiny TCP/IP stack suitable for embedded systems with the most extensive 32 embedded RISC processor , high performance ARM7TDMI system. After the standard TCP/IP protocol has been studied and analyzed, according to the characteristic of embedded system and the simplify-ing principles, some relevant protocols are picked up, simplified and designed. To make sure the essential functions and the irrelevant functions of each protocol, these protocols are analyzed one by one. At last,the implementation models of each protocol are designed.In addition,the method of the network configuration for embedded system is present in this paper. In this paper, a solution with low-cost for networking on em-bedded system is obtained. Experiments show that it is promising in many fields, such as remote data collect-ing, industrial controlling.Keywords: embedded system; TCP/IP protocol stack; UCOSⅡoperating system基于ARM的精简TCP/IP协议栈设计与实现侯 群江汉大学物理与信息工程学院,武汉,中国,430056摘 要:嵌入式系统的Internet网络化的研究与应用是近几年来嵌入式应用领域的一个研究热点。
基于ARM的嵌入式TCPIP协议的实现.
基于ARM的嵌入式TCP/IP协议的实现·对同一类超时处理可以由同一处理程序来完成,只是传入到相应的处理程序中的参数不同而已。
例如一个ARP高速缓存中的表项超时时,需要将其置为无效,可以统一用一个处理程序,参数中放入相应的表项地址即可。
首先,定义一定时器的数据结构,如图4所示。
每一类超时都是由一个超时控制块和其所属的一个由超时事件项组成的链表管理。
整个链表按超时事件将要发生的时间顺序排列,先发生的超时事件排列在前。
超时控制块中的head_ptr用以指向一个超时事件项链表的首项;timeout_process是超时事件发生时处理程序的入口地址。
在每个超时事件项中,next_ptr指向链表中的下一项;relative_time是本表项的超时事件相对于上一表项的超时事件发生的相对时间。
所以某个表项表示的超时事件距离当前的时间是它以前所有表项(包括自身)中的relative_time的和。
relative_time的基本单位是granularity。
定时器任务使用一个信号量作同步。
信号量有两个变量:count和waiting_task。
count对事件计数,当count大于0时,表示有count个事件发生并等待处理;当count小于0时,表示有某个任务在等待事件的发生,此时waitint_task保存相应任务控制块的地址。
信号量有两个操作:sem_up和sem_down。
sem_up首先使count加1,然后看count是否为0,若为0表示有任务在等待,通过waiting_task中记录的任务控制块的地址把等待任务的状态设为就绪,否则返回。
sem_down首先使count减1然后看count是否小于0,若小于0会使当前任务成为等待状态并引发任务管理器对任务的调度,否则返回。
每当时钟中断服务程序计数到granularity个时钟中断,给定时器任务使用的信号灯作sem_up操作。
当定时器任务被调度执行时,它遍历每一个超时控制块,对每一个超时控制块作如图5所示的处理,最后对信号灯调用sem_down。
推荐-优秀嵌入式ARMTCPIP接口的开发和研究 精品
精简的ARM-TCP/IP接口的开发和研究摘要随着计算机的发展,网络技术应用逐步广泛,人们希望能够通过计算机和嵌入式设备通信并进行控制。
本课题的设计目的就是通过一个转接装置,能实现串口和以太网接口之间的通信。
本次试验主要是设计ZNE-100模块的开发板,完成RS-232串口电路及RS-485串口电路设计以及以太网接口RJ-45的电路设计,熟悉ZNE-100模块的功能及各个管脚的信号。
然后用VC++为软件开发平台,开发适用于工程控制的协议栈,进而嵌入以ARM为内核的协议栈控制器,尝试用现有的ARM芯片(LPC2114)代替ZNE-100模块,实现单一芯片的TCP/IP功能化。
关键词:嵌入式以太网 RS-232 RS-485 协议栈 ARM TCP/IPThe ARM- TCP/ IP of simplify connects the osculardevelopment and researchesAbstractAs a result of development of puter and application of networks,people hope industry control which can be realized by puter and embedded system.this porject will design an interface to realize munication between Ethernet and Serial Port.Based on ZNE-100 board.Designed RS-232,RS-485 serial port circuit and ethernet port RJ-45.Embed protocol stack which be designed for industry control in protocol stack controller with ARM core to realize the TCP/IPfunction of single chip.Keywords:embedded; Ethernet; RS-232; RS-485; protocol stack; ARM; TCP/IP引言随着INTERNET的飞速发展,网络应用越来越广泛,对各种工业控制设备的网络功能要求也越来越高。
嵌入式TCP/IP协议栈的研究与实现
嵌入式TCP/IP协议栈的研究与实现
张立众
【期刊名称】《企业科技与发展:上半月》
【年(卷),期】2007(000)09X
【摘要】文章以ZLG的协议栈为例,讨论基于EasyARM2200实验平台的嵌入式TCP/IP协议栈的实现方法及过程,着重而又详细地分析和说明了在此嵌入式系统中对TCP协议的处理方法。
并通过ARM实验平台与上位机之间TCP/IP协议的通信来对嵌入式TCP/IP协议栈的实现进行验证。
【总页数】2页(P63-64)
【作者】张立众
【作者单位】陕西理工学院电气系,陕西汉中723003
【正文语种】中文
【中图分类】TN915.04
【相关文献】
1.ZLIP TCP/IP协议栈在嵌入式系统中的应用 [J], 李威;殷志坚
2.嵌入式瘦服务器中TCP/IP协议栈的研究与实现 [J], 阙建荣;卿立军
3.一种新的嵌入式TCP/IP协议栈的研究与实现 [J], 龙鹏飞;宫蓉蓉
4.嵌入式TCP/IP协议栈的研究与实现 [J], 张立众
5.网络化温室控制器中嵌入式TCP/IP协议栈的研究与实现 [J], 刘忠超;田金云因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
基于ARM的嵌入式TCP_IP协议栈的实现
基于AR M 的嵌入式TCP IP 协议栈的实现王原丽,王 丽(武汉理工大学信息工程学院 湖北武汉 430070)摘 要:嵌入式系统是一种将底层硬件、实时操作系统和应用软件相结合的专用计算机系统,网络化是嵌入式系统的主要趋势之一。
本文以Sam sung S 3C 44BOX 芯片为核心的A RM 开发板作为硬件平台,以ΛC O S II 实时操作系统作为软件平台,针对ΛC O SII 内核中不支持TCP IP 协议栈,无法适应嵌入式设备网络化需要的问题,本文首先对标准的TCPIP 协议栈进行了分析,然后提出了简化实现一个基于A RM 和ΛC O SII 的嵌入式TCP IP 协议栈方案。
关键词:嵌入式系统;TCP IP ;A RM ;ΛC O S II 内核中图分类号:TN 915104 文献标识码:B 文章编号:1004373X (2005)2210403I m plem en ta tion of Em bedded TCP IP Protocol Ba sed on AR MWAN G Yuanli ,WAN G L i(Info r m ati on Engineering Co llege ,W uhan U niversity of T echno l ogy ,W uhan ,430070,Ch ina )Abs tra c t :T he em bedded system is a custom izati on computing system w h ich is integrate w ith hardw are ,real ti m e operatingsystem and app licati on softw are ,it is one of ho t trends m ak ing the em bedded system netw o rk ing 1T h is paper m akes the Sam sung S 344B 0X A RM board as the hardw are p latfo r m and ΛC O SII system as softw are p latfo r m 1In o rder to reso lve the lack of TCP IPstack in ΛC O S II kernel ,th is paper first analyzes standard TCP IP stack ,then p resents a si m p lified schem e to i m p lem ent a new em bedded TCP IP stack ,w h ich is based on A RM p rocesso r and ΛC O SII system 1Ke yw o rds :em bedded system ;TCP IP ;A RM ;ΛC O SII kernel收稿日期:20050726 随着嵌入式系统与网络的日益结合,越来越多的嵌入式设备实现Internet 网络化。
