基于ARM微处理器TCP／IP协议栈LwlP实现

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                    　　0 引 言
　　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需要实现Internet网络化，支持嵌入式设备接入网络，已成为嵌入式领域重要的研究方向。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，实现完整的TCP／IP协议较为困难，LwIP作为较为成熟的嵌入式TCP／IP协议栈受到了广泛的应用。
　　1 硬件平台
　　本通信系统的硬件平台由以下几个部分组成：S3C2410主CPU芯片控制嵌入式外围设备的存储、通信、保护、调试、显示等操作；DSP和FPGA负责信号数据的采集和处理；CS8900A负责网络数据的收发；其他部分还包括串口RS232的通信、LCD的数据显示、数据存储FLASH和SDRAM以及其他硬件控制等。本硬件通信平台的原理框图如图1所示。






　　本文所采用的底层网络芯片CS8900A是C IRRU SLO G IC公司生产的低功耗、性能优越的16位以太网控制器，功能强大。突出特点是使用灵活，其物理层接口、数据传输模式和工作模式等都能根据需要而动态调整，通过内部寄存器的设置来适应不同的应用环境。它的主要特点是符合IEEE 802．3以太网标准；片内带有4K字节的RAM来存储发送和接收数据；与主机之间的数据通讯方式有I／O模式、Memory模式和DMA模式，在电路设计时可根据具体情况灵活选择；带有传送、接收低通滤波的10Base2T连接端口；支持10Base2，10Base5和10Base2F的AU I接口；自动生成报头，自动进行CRC检验，冲突后自动重发；全双工和半双工可选模式。
　　CS8900A初始化部分的主要内容如下：
　　·软件复位，并检查复位完成标志是否置位；
　　·设定Memory工作模式，使其4K内存地址映射到主机内存中；
　　·设定临时使用的以太网物理地址，真实地址需要向权威机构申请；
　　·设定接收帧的类型，至少要能接收广播；
　　·确定数据的传送方向，一般设为全双工方式；
　　·中断使能允许；
　　·使能接收中断；
　　·确定CS8900A的中断管脚号，根据硬件线路使用情况来确定；
　　·接收发送使能。
　　其中需要说明的是由于TCP／IP通信非常频繁，在arm中接收发送数据采用中断模式占用资源太多，因此本文采用的是查询方式，也可以保证数据的基本通信。
　　CS8900A的数据发送基本流程如下：在收到由主机发来的数据报后，侦听网络线路。如果线路忙，它就等到线路空闲为止，否则，立即发送该数据帧。发送过程中，首先，它添加以太网帧头(包括先导字段和帧开始标志)，然后，生成CRC校验码，最后，将此数据帧发送到以太网上。数据发送流程图如图3所示。

　　数据接收时，它将从以太网收到的数据帧在经过解码、去掉帧头和地址检验等步骤后缓存在片内。在CRC校验通过后，它会根据初始化配置情况，通知主机CS8900A收到了数据帧，然后传到主机的存储区中。数据接收流程图如图4所示。






　　5 结束语
　　本系统已经在场强仪AV3942中使用，能够通过网络对其进行远程控制，实践证明，该系统简便实用，能够方便、灵活的实现各种通信系统的互联。