劉一萱

（山東大學(xué)（威海） 山東 威海 264209）

摘 要： 本文對嵌入式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的實現(xiàn)途徑進行了詳細的闡述分析，介紹了網(wǎng)絡(luò)控制器與DSP的主要工作流程，經(jīng)實現(xiàn)研究發(fā)現(xiàn)，DSP嵌入式系統(tǒng)能夠在域網(wǎng)環(huán)境中與遠程主機進行數(shù)據(jù)傳輸。

關(guān)鍵詞： 嵌入式網(wǎng)絡(luò)終端；網(wǎng)絡(luò)控制器；DSP

當(dāng)前我國已經(jīng)全面進入到了信息化時代，無論是對于個人用戶來說，還是對于工業(yè)企業(yè)來說，都需要處理大量的數(shù)據(jù)信息，在個人用戶方案，所需要處理的數(shù)據(jù)信息模式種類相對較大，對于工業(yè)企業(yè)來說，在數(shù)據(jù)信息處理速度與處理體量方面有著比較高的要求。這就需要對以往所使用的網(wǎng)絡(luò)通信方式進行有針對性的調(diào)整，提高網(wǎng)絡(luò)信息傳遞效率，給用戶提供更加優(yōu)良的網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)。

嵌入式技術(shù)是一種由先進的網(wǎng)絡(luò)工具、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子技術(shù)以及半導(dǎo)體技術(shù)結(jié)合而來的結(jié)合性技術(shù)，在基礎(chǔ)通訊協(xié)議的支持下實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)接入。在對于DSP嵌入式系統(tǒng)來說，需要在DSP系統(tǒng)中嵌入TCP/IP協(xié)議，本文從系統(tǒng)軟件與具體應(yīng)用環(huán)境兩個方面入手，制定了一套以DSP為核心的嵌入式系統(tǒng)，在網(wǎng)上芯片的支持下，實現(xiàn)遠程主機與DSP終端的數(shù)據(jù)傳輸。

1.硬件設(shè)計

本次實驗研究中所設(shè)計的DSP終端所采用的以太網(wǎng)結(jié)點在獨立式的，設(shè)備本身需要通過RJ45接口與局域網(wǎng)進行連接，對數(shù)據(jù)進行高層協(xié)議封裝以及分組兩個環(huán)節(jié)的處理。同時也需要對數(shù)據(jù)進行Mac層封裝、IP封裝與UDP封裝，以太網(wǎng)中所承擔(dān)的數(shù)據(jù)傳輸工作以能夠提供實時的數(shù)據(jù)服務(wù)，另外也具有協(xié)議拆包以及相應(yīng)的接收功能。系統(tǒng)本身具有RJ45接口、語音輸入接口、RS-232接口、JTAG調(diào)試接口，在基礎(chǔ)功能方面比較豐富。

2.系統(tǒng)軟件設(shè)計

終端系統(tǒng)包含4個部分的軟件功能，分別是TCP/IP協(xié)議模塊、網(wǎng)絡(luò)接口模塊、硬件驅(qū)動模塊以及主程序模塊等。其中部分定時器與硬件驅(qū)動程序以匯編語言為基礎(chǔ)，其它部分則以C++語言為主。

2.1硬件驅(qū)動模塊

根據(jù)嵌入式系統(tǒng)的具體特點將其與以太網(wǎng)相連接，在此之前需要將正確的驅(qū)動程序?qū)懭氲接布τ谲浖碚f，其主要任務(wù)是完成RTL8019AS的驅(qū)動與DSP芯片初始化。其中DSP芯片初始化工作的具體內(nèi)容包含對McBSP0、CPU以及C5402的初始化設(shè)置。RTL8019AS驅(qū)動的重點在于控制內(nèi)部寄存器，進而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收。數(shù)據(jù)幀的改善與接收、CRC校正與介質(zhì)訪問控制均在RTL8019AS的支持下進行，在現(xiàn)有IP包上輸入源地址與目的地址，在DMA接口的連接下對RAM進行讀寫。

2.2協(xié)議模塊

TCP/IP協(xié)議在形式上與內(nèi)容上具有一定的復(fù)雜性特點，有著比較多樣的協(xié)議種類，所需要運行的數(shù)據(jù)量也比較龐大，對于8/16位系統(tǒng)來說無法承擔(dān)如此龐大的任務(wù)量。這就需要根據(jù)嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用要求與硬件環(huán)境，對TCP/IP協(xié)議進行有針對性的簡化處理。解決UDP、ICMP、IP以及ARP等方面的功能問題十分關(guān)鍵。在TCP/IP協(xié)議進行簡化護理后，相比于原生TCP協(xié)議來說在功能方面會受到一定程度的影響，但在對于TCP/IP協(xié)議的優(yōu)勢來說，幾乎得到了全面的保留。對網(wǎng)絡(luò)任務(wù)模塊構(gòu)造進行精確的劃分，能夠使整個軟件得到擴充，使軟件結(jié)構(gòu)更加清晰、代碼量更小。

這部分程序具體負責(zé)進行數(shù)據(jù)的打包與解包。系統(tǒng)在接受到數(shù)據(jù)的情況下，就可以分析DSP數(shù)據(jù)包，若所分析數(shù)據(jù)為ARP數(shù)據(jù)包，則由ARP程序?qū)?shù)據(jù)進行處理；若傳輸層協(xié)議與UDP協(xié)議，所分析的數(shù)據(jù)包為IP數(shù)據(jù)包，在商品正確的情況下也就代表數(shù)據(jù)包正確，在解壓數(shù)據(jù)包后，通過串口對數(shù)據(jù)部分進行輸出。若由串口接收DSP數(shù)據(jù)，則需要根據(jù)UDP協(xié)議的有關(guān)要求打包協(xié)議格式，在RTL8019AS接收到數(shù)據(jù)后，數(shù)據(jù)經(jīng)過處理由向局域網(wǎng)中輸出數(shù)據(jù)。

DSP所服務(wù)的傳輸層與網(wǎng)絡(luò)層主要要處理協(xié)議的指導(dǎo)下對數(shù)據(jù)進行分析，由RTL8019AS負責(zé)鏈路層的數(shù)據(jù)分析工作。由于局域網(wǎng)在接入DSP數(shù)據(jù)后在串口輸出的過程中，數(shù)據(jù)模式并不發(fā)生任何的變化，用戶通過應(yīng)用層所交付的數(shù)據(jù)進行自主處理，用戶依照自身的需求處理數(shù)據(jù)。

3.系統(tǒng)測試及結(jié)論

通過接收與發(fā)送字符串對UDP協(xié)議進行驗證。DSP終端接收PC端所發(fā)送來的數(shù)據(jù)，將“dptest”字符串輸出，同時也能夠?qū)SP所回送的與之同的字符串向進行接收。

經(jīng)大量的實驗研究證實，PC端口在UDP請求下能夠?qū)?024所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行回送。也就是說PC與終端之間可以在UDP協(xié)議的指導(dǎo)下在局域網(wǎng)環(huán)境下同時完成數(shù)據(jù)的接收與發(fā)送工作。

從應(yīng)用測試與系統(tǒng)調(diào)試等方面的結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，以DSP終端為核心的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計，能夠有效解決TCP/IP協(xié)議所存在的網(wǎng)絡(luò)接口問題，PC與DSP嵌入式系統(tǒng)可以完成數(shù)據(jù)通信。

結(jié)束語：

隨著我國現(xiàn)代化建設(shè)的不斷發(fā)展，用戶所需要處理的數(shù)據(jù)在體量上越來越大，所需要處理的數(shù)據(jù)模式也多種多樣，以往所采用的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)已經(jīng)無法滿足用戶的需求，而以DSP嵌入式系統(tǒng)為基礎(chǔ)的DSP能夠?qū)鹘y(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸形式進行有針對性的優(yōu)化與調(diào)整，最大程度上提升了新方案的可行性與實用性。