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μC/OS-Ⅱ下TCP/IP协议栈的研究

张大鹏

   随着Internet的发展和后PC时代的到来,人们开始越来越多地接触到一个新概念——EI(Embedded Internet,嵌入式Internet)。EI是指把TCP/IP协议作为一种嵌入式应用,从而实现接入Internet功能的技术。现在Internet的应用已经开始深入到生活的方方面面,接入Internet的主体也从传统的计算机发展到大量其他的电器设备,EI就是为了使众多的小型设备接入Internet而提出来的,其主要目的就是解决小型设备的上网问题。 对于很多体积较小、成本低廉的小型设备来说,一个Internet协议的实现应该充分考虑其有限的硬件资源,并且在实际应用当中,由于很多小型设备接入Internet需要的网络功能比较单一,因此实现一个小型化的TCP/IP协议栈就变的十分必要。 本文首先对在嵌入式系统上实现TCP/IP协议进行了讨论和研究,介绍了EI的概念、特点和研究背景、研究意义、应用前景、发展动态以及国内外的一些比较成熟的技术,并根据小型嵌入式系统接入Internet的客观条件和嵌入式系统本身实时性、灵活性和简单性的特点总结了TCP/IP协议栈实现的一般要素。 其次,本文对嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ实时内核的工作原理作了深入的分析,并对μC/OS-Ⅱ在ARM处理器上的移植过程作了详细的描述。本文实验方案用的以太网接口控制芯片是RTL8019AS,文章完整的叙述了网卡驱动程序的实现过程。然后就协议栈内存管理的设计思想、实现过程和协议栈的整体设计结构的实现以及协议栈和μC/OS-Ⅱ操作系统的接口的设计作了详细的说明。 接下来,在遵从TCP/IP协议标准的前提下,根据以上总结的关于实现嵌入式TCP/IP协议栈的特点和要求,本文对其进行了具体实现,在μC/OS-Ⅱ操作系统上编写了嵌入式TCP/IP协议栈,实现了TCP/IP协议簇的基本协议ARP、IP、ICMP和TCP。协议栈的API(Application Program’s Interfaces,应用程序接口)是专门设计的,它和BSD(Berkeley Software Distribution,伯克利软件套件)API非常类似,但执行起来相对高效、消耗资源较少。 最后,在Linux平台下,本文用了一个模拟的网络环境对实现的各个协议的功能进行了测试。测试结果证明在μC/OS-Ⅱ操作系统上已经可以实现基本的TCP/IP协议,通过了网络通讯测试,达到了设计目标,可以运用到实际嵌入式系统当中。……   
[关键词]:EI;嵌入式系统;μC/OS-II;TCP/IP
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:太原理工大学2007年
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