基于ARM的嵌入式TCP／IP協(xié)議的實現(xiàn)

3 系統(tǒng)軟件設計
該TCP／IP網(wǎng)絡通信系統(tǒng)為了具有較好的實時性和穩(wěn)定性，采用μC／OS一Ⅱ設計系統(tǒng)軟件。在μC／OS一Ⅱ平臺上，軟件設計工作主要包括：μC／OS一Ⅱ在LPC2210上的移植和TCP／IP協(xié)議在μC／OS一Ⅱ上的實現(xiàn)以及系統(tǒng)應用程序的編寫。μC／OS一Ⅱ的移植工作主要集中在下面幾個文件中：OS_CPU．H，OS_CPU_A．ASM，OS_CPU_C．C。另外，在INCLUDES．H中必須包括LPC2210文件LPC2210．H；OS_CFG．H用于系統(tǒng)應用μC／OS一Ⅱ中的初始化配置。OS_CPU．H主要包括一些與處理器和編譯器相關的常量和類型定義等，而且需注意LPC2210的堆棧方向是由高到低，用OS_STK_GROWTH來設置堆棧的增長方向。因此將OS_STK_GROWTH設為1。OS_CPU_A．ASM中需編寫4個匯編語言函數(shù)：OS_TASK_SW()，OS_IntCtxSw()，OSStartHighRdy()和OSTieklSR()。

以太網(wǎng)鏈路層遵循的IEEE802．3協(xié)議的CSMA／CD和CRC校驗等功能由網(wǎng)絡控制芯片Rtl8019AS完成，LPC2210芯片則完成其他TCP／IP協(xié)議的解釋和執(zhí)行。LPC2210控制RTL8019AS完成通信任務時，首先要對RTL8019AS復位，并對RTL8019As的寄存器進行初始化，確定發(fā)送和接收的條件，然后才能發(fā)送數(shù)據(jù)或接收數(shù)據(jù)。當一幀數(shù)據(jù)發(fā)送結(jié)束、接收到1幀數(shù)據(jù)或出錯等事件發(fā)生時，RTL8019As向LPC2210申請中斷，LPC2210響應中斷后根據(jù)中斷狀態(tài)寄存器的內(nèi)容進行相應的處理。
在LPC2210內(nèi)部，ARM程序完成對數(shù)據(jù)的打包解包。系統(tǒng)復位后，系統(tǒng)首先發(fā)送ARP請求，建立地址映射，并內(nèi)部中斷進行定時更新。ARM芯片根據(jù)情況將采集或收集到數(shù)據(jù)按照TCP協(xié)議或UDP協(xié)議格式打包，送入網(wǎng)卡芯片，由網(wǎng)卡芯片將數(shù)據(jù)輸出到局域網(wǎng)中。ARM芯片對數(shù)據(jù)報進行分析，如果是ARP(物理地址解析)數(shù)據(jù)包，則程序轉(zhuǎn)入ARP處理程序。如果是IP數(shù)據(jù)包則進一步判斷是哪個協(xié)議向IP傳送數(shù)據(jù)。如果是ICMP協(xié)議，判斷是否為Ping請求，是則應答，不是丟棄該數(shù)據(jù)包；如果是TCP或UDP協(xié)議，且端口正確則按相應的協(xié)議處理數(shù)據(jù)，端口不正確丟棄數(shù)據(jù)包。TCP／IP系統(tǒng)框圖如圖3所示。

TCP／IP在μC／OS一Ⅱ上的設計結(jié)束后，剩下的工作就是編寫應用程序。將系統(tǒng)劃分成若干個任務，每個任務對應一個獨立的無限循環(huán)的主程序，完成一個特定的功能。為簡化設計，應用程序采用靜態(tài)優(yōu)先級，即應用程序在執(zhí)行的過程中各個任務優(yōu)先級保持不變。

4 結(jié) 語
基于ARM的嵌入式TCP／IP協(xié)議的設計方案，論述了軟、硬件的設計方法和協(xié)議的選擇。該設計方案在硬件實現(xiàn)上簡潔可靠；軟件實現(xiàn)上可維護性好；可擴展性好，有利于系統(tǒng)的后續(xù)開發(fā)，降低了系統(tǒng)設計的復雜性。實驗證明該方案可行性強，可以直接把系統(tǒng)的處理數(shù)據(jù)送到以太網(wǎng)上傳輸?？梢钥闯?，ARM和嵌入式TCP／IP協(xié)議將會得到更大的發(fā)展和更廣闊的應用。