基于ARM核的嵌入式TCPIP协议栈简化实现.pdf

第10期徐海军等:基于ARM核的嵌入式TCP/IP协议栈简化实现·152·基于ARM核的嵌入式TCP/IP协议栈简化实现徐海军1,3,刘金刚1,2,3,王益华1,3(1.计算机科学联合研究院,北京100037;2.中国科学院计算技术研究所,北京100080;3.首都师范大学,北京100037)摘要:结合具体的工程实例,通过分析嵌入式TCP/IP协议栈的设计原理,研究并简化了嵌入式TCP/IP协议栈的通信模型、体系结构和实现方案。开发出基于SAMSUNGS3C44B0X微处理器和RTL8019AS以太网物理层接口的低功耗网络控制器,并通过Socket编程在嵌入式μCLinux系统上实现了网络通信,达到系统设计目标。关键词:嵌入式;TCP/IP;套接字;ARM中图法分类号:TP393.04文献标识码:A文章编号:1001-3695(2006)10-0251-03SimplifiedRealizationofEmbeddedTCP/IPProtocolStackBasedonARMCoreXUHai-jun1,3,LIUJin-gang1,2,3,WANGYi-hua1,3(1.UnitedResearchInstituteofComputerSciences,Beijing100037,China;2.InstituteofComputingTechnology,ChineseAcademyofSciences,Beijing100080,China;3.CapitalNormalUniversity,Beijing100037,China)Abstract:Joininganengineeringexample,byanalysingEmbeddedTCP/IPprotocolstackdesigningprinciple,researchandsimplifytheprotocolstack’scommunicationmodel,architecture,scheme.Andthen,thispapergivesalowconsumingcircuitofnetworkcommunicationbasedonthemicroprocessorofSamsungS3C44B0X,whichtakesRTL8019ASasphysicallayerinter-face.FinallysuccessfullyportingtheembeddedμCLinuxonthemicroprocessorandrealizesrightlynetworkcommunicatingbySocketprogramming,itachievethedesigngoalbytesting.Keywords:EmbeddedSystem;TCP/IP;Socket;ARM此在设计嵌入式TCP/IP协议栈时要合理地控制中断处理程1引言序大小,使运行时间尽可能地缩短。随着计算机技术的发展,嵌入式系统已成为计算机领域3嵌入式TCP/IP协议栈体系结构的一个重要组成部分。嵌入式系统中的网络应用也越来越广泛,几乎所有设备均需要有Internet连接能力。支持嵌入式系按照OSI层次结构思想,在标准的TCP/IP协议栈中有很统上网的标准大部分仍然是TCP/IP协议,包括TCP,IP,ARP多处理协议,如ARP,IP,ICMP,TCP,UDP等协议。在本文设计等协议。但是传统的TCP/IP协议在实现实时性方面做得不过程中考虑到嵌入式设备资源有限和对网络要求程度不高,经够好,它把大量的精力花在保证数据传送的可靠性以及数据设计简化后的嵌入式TCP/IP协议栈体系结构如图1所示。整流量的控制上,而在实时性要求比较高的嵌入式领域中,传统个协议栈采用模块化设计思想,主要模块是ARP协议处理模的TCP/IP不能满足其实时要求。因此研究并改进嵌入式块、IP协议处理模块、TCP协议处理模块等。同时为每个模块TCP/IP协议栈以满足嵌入式系统的高性能要求具有重要的设计良好的通信接口,保证上层、下层协议的系统调用。现实意义。应用程序接口层应用层Socket协议处理模块传输层嵌入式协议栈的基本特征TCP2TCP/IP协议处理模块网络层IP数据包处理模块协议模块链路层传统TCP/IP协议栈的实现过于复杂,需占用大量系统资ARP以太网源而嵌入式应用系统的资源往往都非常有限。因此需要将,,图简化后的协议栈体系结构传统的TCP/IP协议栈在不违背协议标准的前提下加以改进,1由图1可知,TCP/IP协议栈及以太网中数据传送的层次使其实现性得到提高,占用的存储空间尽可能少,以满足嵌入关系:当在应用程序(一般应用有HTTP,FTP等协议)中将应式应用的要求。通常为了解决存储能力不足的问题,采取在嵌用数