基于LPC2366与DM9161嵌入式网络设计
设计自己的X86主板
推出自己的基于x86的定制嵌入式系统(一)2006-11-20 嵌入式在线收藏| 打印在嵌入式系统中使用x86 架构既有许多优点也有许多缺点，但你可能由于想重复利用已开发的应用程序代码或其它操作系统选择方面的原因需要采用这一架构。
由于目前市场上有大量的基于x86的应用程序和调试工具，因此在嵌入式系统中采用传统的x86芯片组和处理器还是具有一定优势。
不过，设计工程师必须注意某些在传统嵌入式系统中通常更容易实现的设计问题。
由于成本、货源、外形因子或其它限制因素，大多数嵌入式系统都不能使用现成的主板。
因此，剩下的唯一解决方案就是设计定制主板，它们必须集成各种不同的功能而且非常可靠。
当设计工程师试图在一个定制设计中使用x86芯片组和处理器时，他们可能会遇到一些问题。
不过，他们也可以有一些别的选择。
例如，我们设计的系统在一块采用了Intel的超低压(ULV)Celeron(赛扬)和815的芯片组(图1)的主板上有两个冗余系统。
所做的大部分设计都适用于其它采用任何x86体系的系统。
器件选择的问题随着PC市场不断变化，短短几年后，x86微处理器和芯片组就都会变得过时了。
幸运的是，Intel提供的微处理器和芯片组均满足嵌入式系统的较长生命周期需求。
在此应用中，选择ULV Celeron和815芯片组，因为他们是Intel嵌入式路标中的一部分(详情请登陆w /design/intarch/roadmap.htm)。
使用x86体系架构的其中一个优势就是安装在PC机中的嵌入式系统越多，使用预存的基于x86的调试工具也就越多。
不过大多数嵌入式工具不需要VGA显示器、键盘或鼠标。
因此，嵌入式系统应当可以连接VGA显示器、PS2键盘、PS2鼠标、USB和串行端口，即使在终端设备中并不会用到这些东西。
要做到这一点，最好的方法就是在封装上外部连接器上提供通道，这样就可以在系统中插进“访问盒”。
访问盒将接合到主板上的外部连接器，同时将适当的信号传递给扬声器、P S2、VGA、USB和串行端口连接器(见图2)。
一种基于嵌入式MODEM最小系统的设计与应用
外 围电路简 单 、 本低 廉等 优点 ， 成 布线 安装 仅仅 需 要 普通 电话 线 ， 接 简单 ， 移 动性 好 。同 时 ， 连 可 由 于公 用 电话 网的 覆 盖 范 围 在 空 间 范 围上 的 优 越 性 ， 以 快 速 构建 跨 地 区 、 区域 的数 据 采 集 系 可 跨
的电压 降到 了 一 １Ｖ 左右 ， ２ 电流为 ２ ｍＡ 左 右 ， ０ 而
嵌入 式 ＭＯ Ｅ 最小 系统 大部分 时 间都处 于待机 Ｄ Ｍ 状态 ， 只需 要很小 的电流就可 以维持 整个 系统 的工 作 。因 此 ， 系 统 的 工 作 电 源 可 以 考 虑 直 接 从 本 ＰＴ Ｓ Ｎ线路上进 行馈 电， 这样 一来 就决定 了系统 的
１ 嵌 入 式 Ｍ ＯＤＥ 最 小 系 统 总 体 Ｍ 设 计 方 案
１ １ 系 统 的 总 体 构 想 ．
首先 需要 考虑 到 线路 的馈 电能力 ， 还要 考 虑 到极
性检 测 ， 铃 检 测 ， 振 此外 ， 了提 高数 据 传输 的稳 为
定性 ， 需对 消 侧音 电路重 点进行 调试 。 为 了方便 和上 位 机 进 行通 信 ， 系统 中提 供 本 了 ２ ２串 口进 行连 接 。 由于 ２ ２电平 的高 电平 为 ３ ３
应用 在现 场 的 一 个 重要 因 素 。基 于 嵌 入 式 ＭＯ — ＤＥ 的应 用 有 着 极 为 广 阔 的前 景 ， 通 用 Ｍｏ Ｍ 与 — ｄ ｍ相 比 ， 入 式 Ｍｏ ｅ 具 有 体 积 小 、 维 护 、 ｅ 嵌 ｄｍ 易
一
４ Ｖ 的电压 ， ８ 电流 很小 ， 但在 摘 机状 态 下两 线 问
西南交大嵌入式课程设计
《嵌入式系统》课程设计报告系别：信息科学与技术学院专业：软件工程指导老师：何滨系统：国色天乡乐园智慧景区APP姓名：何欢学号：20132173西南交通大学信息科学与技术学院2016年6月（一）项目开发计划（GB856T——88） (1)一、引言 (1)1)编写目的 (1)2)背景 (1)二、项目概述 (1)1)工作内容 (1)2)主要参加人员 (1)3)产品 (2)三、实施计划 (2)1)工作任务的分解与人员分工 (2)2)接口人员 (2)四、支持条件 (3)1)计算机系统支持 (3)2)需由用户承担的工作 (3)（二）软件需求说明书 (4)一、引言 (4)1)编写目的 (4)2)背景 (4)3)定义 (4)4)参考资料 (4)二、任务概述 (4)1)目标 (4)2)软件开发的背景 (4)3)软件开发的应用目标 (5)4)软件与其它软件的关系 (5)5)用户的特点 (6)6)假定和约束 (6)三、需求规定 (6)1)对功能的规定 (6)2)对性能的规定 (7)3)其他专门要求 (7)四、运行环境规定 (8)1)设备 (8)2)支持软件 (8)3)控制 (8)（三）概要设计说明书 (9)一、引言 (9)1)编写目的 (9)2)背景 (9)3)定义 (9)4)参考资料 (9)二、总体设计 (10)1)需求规定 (10)2)运行环境 (10)3)基本设计概念和处理流程 (10)4)结构 (11)5)功能器求与程序的关系 (12)6)人工处理过程 (14)三、接口设计 (14)1)用户接口 (14)2)外部接口 (14)四、运行设计 (15)1)运行模块组合 (15)2)运行控制 (15)五、系统数据结构设计 (15)1)逻辑结构设计要点 (15)六、系统出错处理设计 (16)1)出错信息 (16)2)补救措施 (16)（四）详细设计说明书 (17)一、引言 (17)1)编写目的 (17)2)背景 (17)3)定义 (17)4)参考资料 (17)二、程序系统的结构 (18)三、程序（标识符）设计说明 (18)1)程序描述 (18)2)功能 (19)3)输人项 (20)4)流程逻辑 (22)5)存储分配 (22)6)限制条件 (23)（五）测试分析报告（GB8567——88） (24)一、引言 (24)1)编写目的 (24)2)背景 (24)3)定义 (24)4)参考资料 (24)二、测试概要 (24)三、测试结果及发现 (25)四、对软件功能的结论 (25)五、分析摘要 (25)1)能力 (25)2)缺陷和限制 (26)3)建议 (26)4)评价 (26)六、测试资源消耗 (26)（一）项目开发计划（GB856T——88）一、引言1)编写目的明确项目计划，在了解项目内容的基础上，按时间段合理安排该项目参与者的工作，为后续工作提供指导依据。
基于MB93461的嵌入式宽带可视电话系统
关镌词 ： ９ ４ １ ＭＢ ３ ６ ；宽带 可视电话 ；Ｈ ３ ３ ． ２
Ｅｍ ｂ ｄ ｅ ｏ ｄ ａ ｄ Ｖｉ ｅ ｐ ｏ ｅ Ｓ ｓ ｅ ｓ ｄ ｏ Ｂ９ ４ １ ｅ ｄ ｄ Ｂｒ ａ ｂ ｎ ｄ ｏ ｈ ｎ ｙ ｔ ｍ Ｂａ ｅ ｎ Ｍ ３６
４０ ｚ ０ ＭＨ ，内部集成媒体处理单元 ，可实现 Ｃ Ｆ大小 的 Ｈ ２ ３ Ｅ ４视频实 时编解码 ，通 过集成视 频 １ Ｉ ． ／ Ｇ ６ ＭＰ ０，简化 了外 围电路 设计 。该系统
兼容 Ｈ３３ Ｉ 协议栈 ， ． ／Ｐ ２Ｓ 实现 了视音频双 向实 时通信 （ 每秒 ２ 帧 Ｈ＿ ３ Ｉ ５ ２ Ｆ图像视频编解码 ； ６Ｃ 语音支持 （７ １ （７９ ２ ｌ 和 ２ ２ 标准） 该平台还实现 。
方 向。
２ ９４ １ ３６ 芯片简介 ＭＢ
ＭＢ ３６ ９ ４ １是 由富士通 公司开 发的一款 具有超长指 令字
结构 的嵌 入式多媒体处理芯片 ，它配备 ＭＭＵ单元 ，内部集
成了 Ｆ — 内核、视音频处理单元和视音频输 入输 出接 １ ＲＶ ３， 可外接存储 卡和 Ｕ Ｂ主机 ，其内部结构如图 １ Ｓ 所示。它具有
ＬＵＯ ｉｏ ｇ ＬＩ ｉｔ ， ＥＩ ｉｇ ａ ， Ｈａｙ ｎ ， ｎａｏ Ｆ ｎ ｈ ｏ ＧＵＯ ｕ ｂ ， ＨＩ ｎ ｚ ｏ ， Ｊ Ｊ Ｊ ｎ ｏＳ Ｈｏ ｇ ｈ ｕ ＨＥ ｅＧＵ ａ ｇ ａ ｇ ＷＡＮＧ ｅ， Ｚｈ ， Ｘｉｏ ｕ ｎ ， Ｆ ｉＬＵＯ ｅ， Ｗ ｉＷＡＮＧ ｉ Ｌｎ
Hale Waihona Puke ２ 一 ａ — ｅ．ｅ ｏ ｄｖｄ ｏ ｃ ｄ ｃｏ ２ ３ＭＰ Ｇ Ｉ ｉｅ（ ５ ｘ ８ ｏｓ ｎ ｉ ｌ ｅ ｅｉ ｈ ｒｌ ｅ ｉｎｂ ｔｇ ａｉｇ ｔｅｖｄ ｏａ ｄａ ｄｏ ５ｆ ｍｅ ｐ ｒｓｃ ｎ ｉ ｅ ｏ ｅ ｆ ｒ Ｈ．６ ／ Ｅ ４ ｉ Ｃ Ｆ ｓ ｎ ｚ ３ ２ ２ ８ｄ ｔ ）ａ ｄ ｓ ｍｐ ｉ ｓｐ ｒ ｅａ ｄ ｓ ｙｉ ｅ ｒ ｔ ｉｅ ｎ ｕ ｉ ｉ ｆ ｐ ｇ ｎ ｎ ｈ ｉｐ ｔ ｕ ｐ ｔ ｕ ｃｉｎ Ｔ ｉ ｖｄ ｏ ｈ ｎ ｙ ｔｍ ｓ ｐ ｏ ｔ Ｉ Ｕ— ３ ３（ ｔ ２ ３ｖｄ ｏａ ｄ（７１／ ７ ９ａ ｄｏ ａ ｄａｓ ｒｖ ｄ ｓＰ Ｔ ｆ ｎ ｔ ｎ Ｉ ｎ ｕ ｏ ｔ ｕ ｎ ｔ ． ｓ ｉｅ ｐ ｏ ｅｓ ｓ ｕ ｐ ｒ ／ ｆ ｏ ｈ ｅ ｓ Ｔ Ｔ Ｈ．２ ｗｉ Ｈ．６ ｉｅ ２ Ｇ． ｕ ｉ） ｎ ｌｏｐｏ ｉｅ Ｓ Ｎ ｃｉ ． ｔ ｈ ｎ １ ２ ｕ ｏ
基于嵌入式控制器的便携式卫星通信控制系统设计
态 的初 始 化 、卫 星信 号 的搜 Ｆｉ ｇ ． ５ Ｔｈｅ ｔ ｒ ａ ｃ ｋｉ ｎｇ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ 索 、卫 星 信 号 的 跟 踪 。Ｄ Ｓ Ｐ
和 天 线 姿 态 初 始 化 两 个 模 块 为 系 统 寻 星 做 准 备 ，在 进 入
卫 星 信 号 搜 索 和 跟 踪 阶 段 后 ， 系 统 要 不 断 地 完 成 与 Ｈ ＭＲ３ ３ ０ ０、Ｇ Ｐ Ｓ的 通 信 和 采 样 信 标 接 收 机 Ａ Ｇ Ｃ电平 ， 并 将 这些 信 息 通 过 Ｌ Ｃ Ｄ 显示 或 和 通 过 无线 模 块 传 输 给 上位 机 实时监 控 。其 中天 线姿 态 的初 始化 和卫 星信 号 的
如 图 ４所 示
５为 闭 环 步 进 跟 踪 的 转 动 控
制算 法 。
３ 系统 控 制 软 件 设计
天 线 控 制 系 统 软 件 的 任
务 就 是 设 计 实现 系统 的 各模
Ｏ — Ａ 阶 段 ： 此 时
块 功能 ，本 系统 的软 件 设 计
分 为 三 大 块 ：Ｄ Ｓ Ｐ与 天 线 姿
控 制 系统 通信 ，通 过数 据 和图形 方式 显示 下 位机 发送 过 来 的 天线 的理 论 方 位 、俯 仰 角 以 及 当 前 方 位 、俯 仰 指
２ ． ２ 天线 跟踪算 法
经 过粗 对 准完 成卫 星信 号 的搜索 ，天线 进入 能 收到 信 号 的范 围 ，但 是 收 到的信 号 强度 较弱 ，距 离信 号最 强 指 向还 有 一定 的角 度偏 差 。为 了使信 号接 收 效果 达到 最 佳 ，需 进入 跟 踪 状 态 ，即进 一 步 做 天线 指 向的精 对 准 。 在这 一 阶段 ．需 在 利用 信 标 接 收 机 的 输 出 电平 Ａ Ｇ Ｃ的 大小变 化进行 步进跟踪 ，最终找 到信号最强 （ Ａ Ｇ Ｃ电平值
基于LPC2366与DM9161嵌入式网络设计
技术创新《微计算机信息》(嵌入式与SOC)2010年第26卷第10-2期360元/年邮局订阅号：82-946《现场总线技术应用200例》嵌入式网络技术应用基于LPC2366与DM9161嵌入式网络设计Research of technology of embedded internet based on LPC2366and DM9161(东华理工大学)李永祥周书民王卡风王子新杨志刚LI Yong-xiang ZHONG Shu-min WANG Ka-feng WANG Zi-xin YANG Zhi-gang摘要:本文以MCU-LPC2366、以太网控制芯片-DM9161为硬件平台,通过嵌入式网络协议栈ZLG 的移植,来研究一个嵌入式网络系统如何接入外网。
论文中也包括硬件系统设计与收发包检测与处理,从而保证了这一特定硬件和特定协议的设计与实现的可行性。
关键词:LPC2366;DM9161;周立公网络协议栈中图分类号:TP368.5文献标识码:BAbstract:The thesis illustrates how to research about communicating between embedded internet system and Internet,through de -signing based on LPC2366and DM9161and developing relevant software ,as well transplanting embedded internet protocols –ZLG,including in the methods and detecting and dealing with packets receiving and transmitting ,which ensure the hardware and the proto -cols can be designed and realized feasibility in practice.Key words:LPC2366;DM9161;ZLG文章编号:1008-0570(2010)10-2-0086-03引言嵌入式网络是最经济的远程监视和控制嵌入式系统的方式,兼之,Internet 发展至今,已成为世界上最廉价的网络,利用廉价的网络资源来弥补和增强嵌入式系统有限的资源和价值取向成为当前嵌入式系统发展的必然,故研究其有着重大的意义。
Emlinix EM9161开发评估底板 手册
Emlinix感谢您选择英利EM9161工控主板。
EM9161是一款面向工业自动化领域的高性价比嵌入式工控主板，其硬件核心为工业级的ARM9芯片AT91SAM9261S。
EM9161预装嵌入式Linux-2.6实时多任务操作系统，并针对板载的各个接口，提供了完整的接口底层驱动以及丰富的应用程序范例。
用户可在此基础上，利用熟悉的各种软件工具直接开发自己的应用程序，以方便、快速地构成各种高性能工控产品。
EM9161与其开发评估底板的连接关系如下图所示。
由图可知，包括EM9161在内的所有英利嵌入式工控主板产品，均采用背插形式，通过主板的双排坚固插针与客户的应用底板连接在一起，从而构成完整的智能设备。
客户应用底板的基本功能包括向EM9161供电、引出所需的各个通讯接口、扩展专用的应用电路单元等等。
应用底板的尺寸以及接口所处位置则与整机产品的接口密切相关。
另外整机的电磁兼容性也会在应用底板上有相应体现。
当客户第一次购买EM9161产品时，由于还没有自己的应用底板，自然就需要一个能对EM9161的各项功能进行快速评估的底板，因此英利公司设计了专门的EM9161开发评估底板，供客户在其产品初期开发中使用。
EM9161开发评估底板将包括在开发套件中出售，套件中的资料还包括了开发评估底板的电路原理图（Orcad和PDF格式）、PCB图（Protel格式）。
用户可在这些资料的基础上，根据自己的需求进行删减和增加，快速完成自己的应用底板的设计。
本手册主要介绍EM9161开发评估底板的使用，包括各个接口的信号定义、扩展的驱动电路说明等内容，供用户使用时备查以及设计自己的应用底板时作为参考。
此外，英利公司针对软硬件开发环境的配置编写有《英利Linux工控主板使用必读（EM9x60）》；针对EM9161的使用编写有《EM9161工控主板数据手册》；针对应用程序的开发编写有《英利Linux工控主板应用程序编程手册》。
这些手册都包含在英利为用户提供的产品开发光盘里面，用户也可以登录英利公司网站下载相关资料的最新版本。
LPC2366中文资料
基于DM9161EP的嵌入式光纤以太网传输系统设计
㊀２０１９年㊀第６期仪表技术与传感器Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ㊀Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ㊀ａｎｄ㊀Ｓｅｎｓｏｒ２０１９㊀Ｎｏ．６㊀基金项目：重庆市教委科学技术研究项目（ＫＪ１７２９４０４）；重庆市教育科学 十二五 规划２０１５年度重点课题（２０１５－ＺＪ－００９）收稿日期：２０１８－０９－１２基于ＤＭ９１６１ＥＰ的嵌入式光纤以太网传输系统设计周㊀鑫１，田晔非２（１．重庆电子工程职业学院通信工程学院，重庆㊀４０１３３１；２重庆大学电气工程学院，重庆㊀４０００４４）㊀㊀摘要：针对嵌入式以太网设备在传输距离上受限，不能很好地应用于需要远程网络传输的场景，设计了一种适合长距离网络传输的光纤以太网传输系统，以ＤＭ９１６１ＥＰ和ＳＴＭ３２Ｆ４０７嵌入式芯片为核心，进行了嵌入式以太网光纤传输的硬件与软件设计㊂首先给出了系统的总体设计框架，详细分析并设计了供电电路与光纤以太网通讯电路，在硬件基础上根据芯片性能完成了ＤＭ９１６１ＥＰ芯片驱动设计，移植应用ＬＷＩＰ协议栈使系统实现了ＴＣＰ／ＩＰ协议功能㊂最后通过样品进行测试，表明文中设计的以太网传输方案在长距离传输时具有良好的稳定性，具备低延时㊁低丢包率的特性，十分适合工业领域等需要长距离传输的应用场景使用㊂关键词：ＤＭ９１６１ＥＰ；嵌入式；光纤；以太网；ＬＷＩＰ协议栈中图分类号：ＴＰ３９３㊀㊀㊀文献标识码：Ａ㊀㊀㊀文章编号：１００２－１８４１（２０１９）０６－００４２－０５ＤｅｓｉｇｎｏｆＥｍｂｅｄｄｅｄＯｐｔｉｃａｌＦｉｂｅｒＥｔｈｅｒｎｅｔＴｒａｎｓｆｅｒＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＤＭ９１６１ＥＰＺＨＯＵＸｉｎ１，ＴＩＡＮＹｅ⁃ｆｅｉ２（１．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０１３３１，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００４４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＩｎｖｉｅｗｏｆｔｈｅｌｉｍｉｔｅｄｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｄｉｓｔａｎｃｅｏｆｅｍｂｅｄｄｅｄＥｔｈｅｒｎｅｔｄｅｖｉｃｅｓ，ｗｈｉｃｈｃａｎｎｏｔｂｅｗｅｌｌａｐｐｌｉｅｄｔｏｔｈｅｓｃｅｎａｒｉｏｓｒｅｑｕｉｒｉｎｇｒｅｍｏｔｅｎｅｔｗｏｒｋｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ，ａｆｉｂｅｒｏｐｔｉｃＥｔｈｅｒｎｅｔｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｌｏｎｇ⁃ｄｉｓｔａｎｃｅｎｅｔｗｏｒｋｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．ＴａｋｉｎｇＳＴＭ３２Ｆ４０７ａｎｄＤＭ９１６１ＥＰｃｈｉｐａｓｔｈｅｃｏｒｅ，ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｓｏｆｔｗａｒｅａｎｄｈａｒｄｗａｒｅｏｆｅｍｂｅｄｄｅｄＥｔｈｅｒｎｅｔｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｔｒａｎｓｆｅｒｗａｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄ．Ｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｄｅｓｉｇｎｆｒａｍｅｗｏｒｋｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｗａｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｆｉｒｓｔ，ｔｈｅｓｕｐｐｌｙｃｉｒｃｕｉｔａｎｄｏｐｔｉｃｆｉｂｅｒＥｔｈｅｒｎｅｔｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｃｉｒｃｕｉｔｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｄｅｓｉｇｎｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ，ｔｈｅＤＭ９１６１ＥＰｃｈｉｐｄｒｉｖｅｄｅｓｉｇｎｗａｓｃｏｍ⁃ｐｌｅｔｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｃｈｉｐｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｂａｓｅｄｏｎｈａｒｄｗａｒｅ，ａｎｄＬＷＩＰｐｒｏｔｏｃｏｌｓｔａｃｋｗａｓｔｒａｎｓｐｌａｎｔｅｄａｎｄａｐｐｌｉｅｄｔｏｍａｋｅｔｈｅｓｙｓ⁃ｔｅｍａｃｈｉｅｖｅＴＣＰ／ＩＰｐｒｏｔｏｃｏｌｆｕｎｃｔｉｏｎ．ＴｈｅａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒＥｔｈｅｒｎｅｔｔｒａｎｓｆｅｒｄｅｓｉｇｎｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｏｓ⁃ｓｅｓｓｅｓａｇｏｏｄｓｔａｂｉｌｉｔｙｄｕｒｉｎｇｌｏｎｇｄｉｓｔａｎｃｅｔｒａｎｓｆｅｒ，ａｎｄｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｌｏｗｌａｔｅｎｃｙａｎｄｌｏｗｐａｃｋｅｔｌｏｓｓｒａｔｅ，ｗｈｉｃｈｉｓｖｅｒｙｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｔｈｅｕｓｅｏｆｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｃｉｒｃｌｅｓｄｅｍａｎｄｉｎｇｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｃｅｎｅｓｏｆｌｏｎｇｄｉｓｔａｎｃｅｔｒａｎｓｆｅｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＤＭ９１６１ＥＰ；ｅｍｂｅｄｄｅｄ；ｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒ；Ｅｔｈｅｒｎｅｔ；ＬＷＩＰｐｒｏｔｏｃｏｌｓｔａｃｋ０㊀引言随着嵌入式网络技术的发展，嵌入式以太网在工业制造㊁智能监控㊁测试系统等采用嵌入式芯片的各类系统中广泛应用，特别在工业领域中，数字化水平逐步提高，嵌入式设备均需要接入统一的现场网络，供ＤＣＳ㊁ＭＥＳ等集中控制㊁管理软件使用［１］㊂工业嵌入式设备分布在厂区各地，网络传输距离过远，传统的嵌入式以太网采用网线连接，网线为双绞线传输结构，当长度过长时受电阻和电容的影响会导致网络信号衰减和畸变，因此影响信号的传输稳定性，规定单ＰＯＥ传输网段距离不能超过１００ｍ，而不能满足超远距离传输需求㊂使用搭建网络中继器的方式不但增加成本，而且对安装调试，调试维修带来困难，中继器的设置也会产生一定传输延迟，降低传输效率［２］㊂光纤以太网是目前应用非常广泛的技术，是指利用在光纤上运行以太网ＬＡＮ数据包接入网络，在改变网络传输媒介的基础上，使以太网网络可以进行超长距离的传输［３］，在嵌入式设备基础上实现光纤以太网传输能够很好地适用于工业应用的超长距离网络传输需求㊂本文将通过ＳＴＭ３２Ｆ４０７芯片和ＤＭ９１６１ＥＰ芯片实现光纤以太网传输的数据传输，满足嵌入式设备超长距离传输需求［３］㊂㊀㊀㊀㊀㊀第６期周鑫等：基于ＤＭ９１６１ＥＰ的嵌入式光纤以太网传输系统设计４３㊀㊀１㊀系统总体框架１．１㊀模块介绍目前工业应用使用最广泛的嵌入式芯片为ＳＴＭ３２Ｆ４０７芯片，它支持３２位高性能指令集，最高可达１６８ＭＨｚ频率，内置高速存储器，有丰富的Ｉ／Ｏ接口和外设资源，其芯片内部集成了ＭＡＣ（ｍｅｄｉａａｃｃｅｓｓｃｏｎｔｒｏｌ）控制器，支持ＩＥＥＥ－８０２．３和ＩＥＥＥ－８０２．３ｕ规范控制ＰＨＹ（ＰｈｙｓｉｃａｌＬａｙｅｒ）物理层，对外提供ＭＩＩ与ＲＭＩＩ总线接口与ＰＨＹ连接，从而实现数据传输［４］㊂ＤＭ９１６１ＥＰ是用于１００Ｂａｓｅ－ＦＸ以太网的物理层收发器芯片，其完全符合ＩＥＥＥ－８０２．３和ＩＥＥＥ－８０２．３ｕ规范，支持光纤上实现１００Ｍｂｉｔ／ｓ以太网标准㊂其可以通过可变电压的ＭＩＩ或ＲＭＩＩ总线接口连接到ＭＡＣ层㊂在对媒介侧提供了数据接口，可以与光纤收发器相连接，实现光纤传输［６］㊂１．２㊀系统设计架构图ＳＴＭ３２Ｆ４０７芯片通过标准的ＲＭＩＩ硬件接口与ＤＭ９１６１ＥＰ相连进行数据交互操作，可以减少Ｉ／Ｏ口的占用，节约芯片引脚资源，ＲＭＩＩ总线需要５０ＭＨｚ的晶体振荡器振为ＳＴＭ３２Ｆ４０７的ＭＡＣ及ＤＭ９１６１ＥＰ提供同步时钟，为节约成本，可直接采用ＳＴＭ３２Ｆ４０７输出５０ＭＨｚ时钟信号作为同步时钟㊂ＤＭ９１６１ＥＰ与光纤收发器通过Ｒｘ／Ｔｘʃ４个信号线与光纤收发器连接，通过光纤收发器发送至网络终端，光纤收发器为５Ｖ供电，其信号为０ ５Ｖ，而ＤＭ９１６１ＥＰ芯片信号为０ ３．３Ｖ，因此需要加入电平转换实现信号的互转，使得信号正确匹配㊂光纤收发器将电信号报文利用光纤传输至网络终端，从而完成数据传输㊂系统需求电源为５Ｖ和３．３Ｖ，图１为系统整体框图㊂图１㊀系统整体框图２㊀系统设计实现２．１㊀系统电源设计根据系统设计架构，首先需要进行系统电源电路设计㊂在本系统中ＳＴＭ３２Ｆ４０７芯片㊁ＤＭ９１６１芯片工作在ＤＣ３．３Ｖ电压，而光纤收发器工作在ＤＣ５Ｖ电压，为了此系统可以正常工作，必须给系统统一供电㊂外部供电设计为ＤＣ５Ｖ输入，因此必须设计ＤＣ５Ｖ－３．３Ｖ的电源电路，在系统电源设计中应用了电压转换芯片ＡＰ１５１０设计降压型ＤＣ／ＤＣ变换器，实现电压转换㊂通过Ｒ１㊁Ｒ２㊁Ｒ３电阻将芯片输出配置为３．３Ｖ，为系统提供所需的ＤＣ５Ｖ与ＤＣ３．３Ｖ工作电压㊂系统电源电路如图２所示㊂图２㊀系统电源电路２．２㊀系统硬件电路设计本设计是基于ＳＴＭＦ４０７㊁ＤＭ９１６１ＥＰ和光纤收发器ＨＦＢＲ－５０１Ｘ的光纤以太网通讯模块设计㊂图３为系统硬件电路图，其中，ＳＴＭ３２Ｆ４０７芯片通过站管理接口（ＳＭＩ）访问ＰＨＹ芯片，ＳＭＩ通过时钟线ＭＤＣ与数据线ＭＤＩＯ向ＰＨＹ发送控制数据或者接收状态信息㊂系统通过ＲＭＩＩ接口进行ＭＡＣ层与ＰＨＹ层的数据传输，ＲＭＩＩ是精简介质独立接口，是一种专用于ＭＡＣ与ＰＨＹ相连接的通用总线，包括７个数据和控制信号的引脚［７］，ＲＭＩＩ总线信号为：ＴＸＤ０㊁ＴＸＤ１㊁ＴＸ＿ＥＮ㊁ＲＸＤ０㊁ＲＸＤ１㊁ＣＲＳ＿ＤＶ㊁ＲＥＦ＿ＣＬＫ７路，其中ＴＸＤ０㊁ＴＸＤ１为一组数据发送信号；ＴＸ＿ＥＮ为发送使能信号；ＲＸＤ０㊁ＲＸＤ１为一组数据接收信号；ＣＲＳ＿ＤＶ为数据接收有效信号；ＲＥＦ＿ＣＬＫ为连续时钟信号，该信号提供数据发送与接收时的参考时序，在ＲＭＩＩ中当传输速度在１０Ｍｂｉｔ／ｓ时应为５ＭＨｚ，当传输速度在１００Ｍｂｉｔ／ｓ时应为５０ＭＨｚ，为了节约资源采用ＳＴＭ３２Ｆ４０７的ＭＣＯ输出５０ＭＨｚ频率信号作为时钟源，提供参考时序，将其直接与对应信号进行直连㊂ＩＮＴ信号为ＰＨＹ芯片的初始化信号，用于系统初始化时对ＰＨＹ的操作㊂ＲＥＳＥＴ信号为ＰＨＹ芯片的重置信号，用于芯片重置，由ＳＴＭ３２Ｆ４０７控制㊂在ＳＴＭ３２Ｆ４０７与ＤＭ９１６１ＥＰ的接线中，ＭＤＩＯ㊁ＩＮＴ与ＲＥＳＥＴ信号为低电平有效，因此连接上拉电阻对其进行信号拉高㊂ＤＭ９１６１ＥＰ芯片需要通过上电时相关配置引脚的电平状态来进行芯片初始化配置，其物理通信地址通过２６ ２９引脚，以及２５引脚来确定的，本系统在ＲＭＩＩ模式下只连接了２８㊁２９引脚（ＲＸＤ０㊁ＲＸＤ１），其余为㊀㊀㊀㊀㊀４４㊀ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＴｅｃｈｎｉｑｕｅａｎｄＳｅｎｓｏｒＪｕｎ．２０１９㊀悬空配置，在上电时引脚都为高电平，因此本系统ＰＨＹ芯片物理地址为０ｘ００㊂因为对媒一侧连接光纤收发器，所以需要使ＰＨＹ芯片工作在１００Ｂａｓｅ－ＦＸ模式下，芯片的工作模式配置引脚为１１ １３引脚（ＯＰ０㊁ＯＰ１㊁ＯＰ２），并将电平状态分别配置为高㊁低㊁低㊂图３㊀硬件电路图ＤＭ９１６１ＥＰ芯片通过ＲＸ＋㊁ＲＸ－㊁ＴＸ＋㊁ＴＸ－线实现与光线收发器ＨＦＢＲ－５１０Ｘ的数据收发，通过４５引脚连接ＳＤ信号，用于检测信号是否有效㊂因为ＤＭ９１６１ＥＰ芯片引脚电平范围为０ ３．３Ｖ，而光线收发器ＨＦＢＲ－５１０Ｘ引脚电平范围为０ ５Ｖ，采用直连方式会造成数据错乱，甚至硬件损坏的不良后果，因此加入电平转换模块，如图４所示，利用电阻分压对ＲＸ＋㊁ＲＸ－㊁ＴＸ＋㊁ＴＸ－以及ＮＣ－ＳＤ信号进行电平转换，以保证电平匹配，让ＰＨＹ芯片ＲＭ９１６１ＥＰ与光纤收发器ＨＦＢＲ－５１０Ｘ数据收发正常㊂图４㊀电平转换电路２．３㊀软件设计２．３．１㊀ＤＭ９１６１ＥＰ驱动ＤＭ９１６１ＥＰ芯片的驱动是实现设备联网的基础，芯片驱动就是ＳＴＭ３２Ｆ４０７通过ＭＡＣ控制器控制ＰＨＹ芯片，访问与控制ＤＭ９１６１ＥＰ芯片内存储器，如控制寄存器，ＰＨＹ寄存器㊁以太网缓冲器［７］，最终实现ＳＴＭ３２Ｆ４０７可以发送与获取以太网数据包㊂ＤＭ９１６１ＥＰ驱动包括初始化㊁数据包发送与接收㊂ＤＭ９１６１ＥＰ初始化是对ＭＡＣ与ＰＨＹ进行初始化配置㊂首先ＳＴＭ３２Ｆ４０７对ＲＭＩＩ端口ＧＰＩＯ进行配置，并且控制ＭＣＯ输出５０ＭＨｚ频率信号，设置完成后就可以对ＤＭ９１６１ＥＰ进行访问，对ＤＭ９１６１ＥＰ进行参数配置，设置ＰＨＹ地址０ｘ００，工作模式为ＲＭＩＩ㊁１００Ｍｂｉｔ／ｓ全双工，最后配置本地ＭＡＣ地址，同时设置ＭＡＣ滤波，使能接收和发送，设置网络中断，网络中断用于检测是否接收到从硬件传输至本地的以太网数据包，使用中断的方式比轮询方式具有更高的效率㊂ＳＴＭ３２Ｆ４０７会把从ＤＭ９１６１ＥＰ芯片中接收／发送的数据信息存储在一个高速接收／发送ＦＩＦＯ中，数据包通过ＤＭＡ进行接收／发送ＦＩＦＯ与内存缓冲区之间的以太网数据传输，ＤＭＡ通过ＤＭＡ描述符进行控制，接收与发送描述符被存储在２个不同的描述符列表中，本系统选用链表结构方式进行连接，ＤＭＡ描述符列表中的最后一个描述符指向第一个，形成链式结构㊂这２个列表的基址分别写入在ＳＴＭ３２Ｆ４０７芯片的ＥＴＨ＿ＤＭＡＲＤＬＡＲ寄存器与ＥＴＨ＿ＤＭＡＴＤＬＡＲ寄存器中［１０］㊂如图５所示为采用链表结构，ＤＭＡ常规描述符Ｃｏｎｔｒｏｌ与Ｓｔａｔｕｓ为描述符控制和状态描述；ＢｕｆｆｅｒＣｏｕｎｔ为描述指向缓冲区Ｂｕｆｆｅｒ的长度；Ｂｕｆｆ⁃㊀㊀㊀㊀㊀第６期周鑫等：基于ＤＭ９１６１ＥＰ的嵌入式光纤以太网传输系统设计４５㊀㊀ｅｒＡｄｄｒｅｓｓ用于保存该描述符指向的内存缓冲区地址；ＮｅｘｔＤｅｓｃｒｉｐｔｏｒ保存下一个描述符的地址，当列表最后一个描述符则保存列表首位描述符的地址㊂图５㊀输入或输出ＤＭＡ描述符与内存缓冲区关系根据ＤＭＡ描述符特性，ＤＭ９１６１ＥＰ＿Ｒｘ＿Ｐａｃｋｅｔ（）函数为以太网接收数据函数，将以太网接收的数据打包成一个结构体返回，该结构体包含有指向ＤＭＡ描述符的指针，通过该指针获取以太网数据包所在的位置，通过描述符列表获取完整的数据并保存至缓冲区内㊂ＤＭ９１６１ＥＰ＿Ｔｘ＿Ｐａｃｋｅｔ（）函数为以太网发送数据函数，其实现过程与接收函数类似，将缓冲区数据传入ＤＭＡ描述符，完成后使能发送标志位，从而将数据打包发送至以太网㊂２．３．２㊀ＴＣＰ／ＩＰ协议实现本系统采用以太网传输，还需要实现ＴＣＰ／ＩＰ协议，完整的ＴＣＰ／ＩＰ协议族功能繁多，代码量也较为巨大，不能很好地适用于资源有限的嵌入式设备中㊂ＬＷＩＰ是一个开源的轻量级ＴＣＰ／ＩＰ协议栈，该协议栈采用Ｃ语言编写，能够方便地移植至嵌入式设备中，其减少了内存的占用，因此被广泛地应用在嵌入式设备中使用㊂本文选用ＬＷＩＰ来实现ＴＣＰ／ＩＰ协议㊂ＬＷＩＰ采用分层方式，把ＴＣＰ／ＩＰ协议中每一个协议作为单独的模块，并且提供了该模块的访问接口㊂图６为ＬＷＩＰ模型与接口，应用层为应用程序，采用标准的ｎｅｔｃｏｎｎ接口函数或应用层消息邮箱方式与上层进行交互，这样应用程序能够直接调用使用ＴＣＰ／ＩＰ；对于下层网络驱动接口函数采用标准化函数接口，需要根据硬件驱动不同实现函数编写，其中包括ｌｏｗ＿ｌｅｖｅｌ＿ｉｎｐｕｔ（）底层输入函数接口与ｌｏｗ＿ｌｅｖｅｌ＿ｏｕｔｐｕｔ（）底层输出函数接口［１１］㊂根据ＤＭ９１６１ＥＰ驱动，ｌｏｗ＿ｌｅｖｅｌ＿ｏｕｔｐｕｔ（）将需要发送的ＬＷＩＰ协议栈Ｐｂｕｆ缓冲区中的数据拷贝至图６㊀ＬＷＩＰ模型与接口ＤＭＡ发送数据缓冲区中，并使用驱动发送至以太网㊂ｌｏｗ＿ｌｅｖｅｌ＿ｉｎｐｕｔ（）函数是在ＤＭ９１６１ＥＰ中提取接收到的以太网数据包，即ＤＭＡ接收缓冲区中数据拷贝至ＬＷＩＰ协议栈Ｐｂｕｆ缓冲区中，将这个Ｐｂｕｆ返回，给ＬＷＩＰ进行以太网报文的分析处理㊂至此完成了ＬＷＩＰ在ＳＴＭ３２Ｆ４０７系统中的移植㊂３㊀测试结果与分析根据设计的嵌入式光纤以太网系统进行制作，图７所示为样品板卡实物图，软件中设置样品板卡ＩＰ地址为１９２．１６８．１．１０３，通过多模光纤线连接至远端管理计算机，计算机ＩＰ设置为与样品板卡ＩＰ在同一网段，采用ｗｉｎｄｏｗｓ的ｐｉｎｇ指令进行ＡＲＰ协议测试，可以检测通讯是否正常，通讯延时及丢包率情况，图８为计算机ｐｉｎｇ通样品板卡ＩＰ结果，说明本设计网络功能正常㊂图７㊀样品板卡实物图网络测试正常后，进行光纤传输距离及性能的简单测试，测试方式为在不同传输长度时采用计算机ｐｉｎｇ指令发送１０个数据包，并观察记录其丢包情况，延时时间情况，实验数据如表１所示，可见在７００ｍ内网络传输稳定，没有出现丢包，网络延时较低，当高于７００ｍ传输距离时，收光纤收发器功率及光纤接收传㊀㊀㊀㊀㊀４６㊀ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＴｅｃｈｎｉｑｕｅａｎｄＳｅｎｓｏｒＪｕｎ．２０１９㊀图８㊀计算机ｐｉｎｇ通样品板卡ＩＰ感器敏感度限制，光信号开始出现衰减，延时与丢包率逐渐上升，在高于８５０ｍ传输时出现了大量的丢包现象㊂实验表明本系统光纤传输距离在０ ７００ｍ网络连接快速稳定，传输距离远远高于传统网线传输的极限距离，充分说明本设计可以大幅度提高嵌入式以太网的超长距离传输㊂实验数据如表１所示㊂表１㊀实验数据传输距离／ｍ发送数据包接收数据包平均有效延时／ｍｓ丢包率／％５０１０１０２３０１００１０１０２３０１５０１０１０２３０２００１０１０２３０２５０１０１０２４０３００１０１０２５０３５０１０１０２５０４００１０１０３００４５０１０１０３５０５００１０１０４１０５５０１０１０４７０６００１０１０４５０６５０１０１０７３０７００１０１０１０３０７５０１０９１４１１０８００１０９１４０１０８５０１０７１７５３０９００１０５２００５０１０００１０２２４２８０４㊀结论本文提出一种长距离的嵌入式以太网传输系统，其创新之处在于利用ＳＴＭ３２Ｆ４０７与ＤＭ９１６１ＥＰ支持的ＩＥＥＥ－８０２．３ｕ规范进行了光纤以太网的设计，将传输介质从电传播的网线变更为光传播的光纤，利用光纤的传输特性实现了超远距离的直连以太网传输㊂相对比其他嵌入式以太网传输，本设计具有快速稳定的超远距离传输能力，在０ ７００ｍ直连传输范围内表现稳定，无需在中段架设如中继器等信号增强设备，让嵌入式网络设备具备了超远距离传输能力，可很好地应用于需要远距离传输的应用系统中㊂本系统设计连接方式采用标准接口，能很方便地移植至其他嵌入式控制器，可以灵活地运用在工业制造㊁智能监控㊁测试系统等需要超长距离监控的领域㊂参考文献：［１］㊀ＳＥＲＧＩＯＳ．嵌入式ＩｎｔｅｒｎｅｔＴＣＰ／ＩＰ基础实现及应用［Ｍ］．北京：北京航空航天大学出版社，２００８［２］㊀龚洪金，詹应舟．工业光纤以太网在大型企业监控系统的应用探讨［Ｊ］．工业控制计算机，２００６，１９（１０）：７－８．［３］㊀李方健．基于光纤以太网的纵联保护通信方案［Ｊ］．河南科技，２０１４（２１）：２０－２１．［４］㊀郭勍，孙现有，朱强．光纤以太网技术在水下拖曳系统中的应用［Ｊ］．电子世界，２０１７（２３）：１７７－１７８．［５］㊀王贵云，候思祖．基于ＡＲＭ７的以太网接口的设计与实现［Ｊ］．微计算机信息，２００９，２５（２）：１２４－１２５．［６］㊀ＤＡＶＩＣＯＭＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＩｎｃ．Ｍ９１６１１０／１００ＭｂｐｓＦａｓｔＥｔｈｅｒｎｅｔＰｈｙｓｉｃａｌＬａｙｅｒＳｉｎｇｌｅＣｈｉｐＴｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ［ＥＢ／ＯＬ］．［２０１２－０２－２２］．［７］㊀吴俊杰，吴建辉．以太网ＭＡＣ控制器的ＭＩＩ接口转ＲＭＩＩ接口的实现［Ｊ］．电子器件，２００８，３１（２）：１７２－７１５．［８］㊀周欣，方勇华，刘家祥，等．基于ＤＳＰ的嵌入式以太网数据传输系统设计［Ｊ］．计算机测量与控制，２０１０，１８（１０）：２３７１－２３７３．［９］㊀张庆辉，马延立．ＳＴＭ３２Ｆ１０３ＶＥＴ６和ＥＮＣ２８Ｊ６０的嵌入式以太网接口设计［Ｊ］．单片机与嵌入式系统应用，２０１２（９）：２３－２５．［１０］㊀刘火良，杨森．ＳＴＭ３２库开发实例指南［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２０１３．［１１］㊀左忠凯，刘军．ＳＴＭ３２ＬＷＩＰ开发手册［Ｚ］．［１２］㊀ＺＨＥＮＧＸＱ，ＹＵＡＮＹ．Ｄｅｓｉｇｎａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｅｍ⁃ｂｅｄｄｅｄｎｅｔｗｏｒｋｂａｓｅｄｏｎＬＷＩＰ［Ｊ］．ＪｏｕｒａｌｏｆＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ，２０１０，１６（１）：３０－３３．作者简介：周鑫（１９７６ ），硕士，副教授，主要研究方向为电子通信㊁自组网和传感网㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｚｈｏｕｘｉｎｋｍ＠１２６．ｃｏｍ田晔非（１９８３ ），博士研究生，讲师，主要研究方向为电力电子，自动控制㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｔｉａｎｙｆｅ２０１８２５＠１６３．ｃｏｍ。
嵌入式多媒体监测节点的网络适应性设计
关奠词 ：多媒体；Ｄ Ｐ Ｓ ；网络；ＭＰ Ｇ；ＭＰ 编码 ；嵌入式系统 Ｅ ３
Ｍ ｕ ｔ ｅ ｉ ｏ ｉｏ ｙ ｔ ｍ ｖ ｒＮｅ ｗｏ ｋ： ｌ ｍ ｄ ａＭ ｎ ｔ ｒＳ ｓｅ ｏ ｅ ｔ ｒ ｉ Ｄｅ ｉ ｎ ０ ｂ ｄ ｅ ｄ ｎ ｄ ｓｇ ｆ Ｅｍ ｅ ｄ ｄ Ｃｏ ｉ ｇＮｏ ｅ
媒 体监 测 网络 的 功 能 。
／
有对 多媒体信息的实时编码的能力，而且体积小、 价格便宜、
具有网络接入功能 ，可以广泛应用于现场监 控、远程会议 、
宾馆 音 乐 系 统 等领 域 。 ＭＰ Ｇ ｍｏ ｉｇ ｉ ｕｅ ｏ ｉｇ ｘ ｅｔｇｏｐ 活 动 图像 专 Ｅ （ ｖｎ ｃ ｒ ｃｄｎ ｐ ｒ ｒｕ ， ｐｔ ｅ ｓ
Ｌ ｕｂ ｎ ＱＩ ｅ Ｚ ＡＯ ａ － ｎ Ｉ －ａ ． Ｎ Ｆ ｉ Ｈ Ｙ ． Ｂ ｏｊ ｕ
（ ｅ ａ ｍｅ ｔ ｆ ｌｃｒｎｃＥ ｇｎｅｉｇ Ｂ ｉｎ ｓｔｔ ｆ ｅｈ ｏｏ ｙＢ ｉｎ ０ ０ Ｄ ｐｒ ｎ ｅｔ ｉ ｎ ｉｅｒ ， ｅ ｉｇｉ ｔｕｅｏ ｃ ｎ ｌｇ． ｅ ｉｇ１０ ８ ） ｔ ｏＥ ｏ ｎ ｊ ｎｉ Ｔ ｊ １
｜ ｓｒｃ］Ｔ ｅｍｕｔ ｄａｍｏ ｉ ｒ ｙｔｍ ｖｒ ｅｗ ｒ ｒｉ ａｔｒ ｎ ｎ ｏｉｇａｉｔ ｆｒｅ ｌｉ ｆｒ ｔ ｎｈ ｓ ｏ ｄａ ｐｉａｏ ． ｔ Ａｂｔａｔ ｈ ｌｍｅｉ ｎｌ ｓ ｏ ｅ ｔ ｏｋｆ ｓ ｐｕｅａｄｅｃｄｎ ｂｌｙ ｏ ａ—ｍｅｉ ｏｍａｉ ａ ｏ ｐ ｌ ｔ ｎ Ｂｕ ｉ ｏｓ ｅ ｎ ｏ ｔｃ ｉ ｒ ｔ ｎ ｏ ｇ ｃｉ
２ 系统描述
多媒体监测 网络设计架构如图 １ 所示 。
度要比解码的复杂程度高 ５ Ｏ倍 。其复杂的原 因主要是编 ～１
码 过 程 中为 了 模拟 入耳 的 听觉 系统 而 建 立 了一 个动 态 的 心理
物联网中的嵌入式中转节点设计与实现
物联网中的嵌入式中转节点设计与实现王虎【摘要】基于RFID环境监测物联网嵌入式传感器中转节点未考虑中转节点任务的合理分配问题,节点能量供应容易受到环境的干扰,导致采集的环境监测信息精确度较低,故设计新的环境监测物联网嵌入式传感器中转节点.采用传感器模块对中转节点数据进行采集和A/D转换等操作;通过MSP430F1611芯片的处理器模块,合理分配中转节点中的工作任务;通过无线传输模块完成中转节点数据的接收和传输,采用核心是LM1117芯片的能量供应模块为其他模块的运转提供能量支持.软件部分实现了中转节点数据采集、数据处理、数据包发送以及接收指令的工作过程.实验结果表明,设计的嵌入式中转节点对环境监测信息采集精度高、功耗低.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2018(041)022【总页数】4页(P64-67)【关键词】物联网;嵌入式传感器;中转节点;处理器模块;无线传输模块;能量供应模块【作者】王虎【作者单位】湖北第二师范学院计算机学院,湖北武汉 430205【正文语种】中文【中图分类】TN711-34;TN925.930 引言伴随计算机技术、通信技术以及消费产品技术的快速发展，物联网技术应用日益广泛[1]。
相关研究领域的专家将物联网技术应用在环境信息监测中，物联网主要包括感知层、网络层以及应用层[2]。
环境监测数据采集主要依赖于感知层功能的发挥，感知层主要由一些具备数据感知功能、通信功能的传感器中转节点构成。
因此设计高质量的嵌入式传感器中转节点至关重要，对于环境监测信息的获取具有重要意义。
传统基于RFID环境监测物联网嵌入式传感器中转节点，未考虑中转节点任务的合理分配问题，节点能量供应容易受到环境的干扰，导致采集的环境监测信息精确度较低。
本文设计新的环境监测物联网嵌入式传感器中转节点，从硬件部分与软件部分描述中转节点的功能与工作过程，对环境监测信息进行准确采集，为环境监测提供关键性技术支持，具有较高的实际应用价值。
嵌入式数据采集系统网络接入的设计与实现
嵌入式数据采集系统网络接入的设计与实现梁丽【摘要】Along with the development of network technology and embedded system,Ethernet interface for embedded system become a hot study.This paper discussed the current access network of the embedded system,and by LPC2294 and DM9000A ARM processor32 bit Ethernet controller as an example,the design of network access.%随着太网技术和嵌入式系统的发展，嵌入式系统以太网接口技术成为研究的热点。
本文对当前嵌入式系统的网络的接入方法进行探讨，并以32位的ARM处理器LPC2294与DM9000A太网控制器为例，进行网络接入的设计。
【期刊名称】《电子测试》【年(卷),期】2014(000)017【总页数】3页(P15-16,19)【关键词】嵌入式;太网;TCP/IP;ARM处理器【作者】梁丽【作者单位】陕西财经职业技术学院，陕西咸阳，712000【正文语种】中文随着网络通信技术的发展，在电子产品中的应用也越来越广泛。
同时以太网技术在工业数据采集等方面的不断发展，基于以太网的接口技术被广泛的应用到电力系统、医疗器械等方面。
而嵌入式以太网接口设计的核心是太网控制器，其性能的好坏将直接影响到整个数据采集系统信号的接受。
本文提出以DM9000A太网控制器与MSP430F5529单片机的嵌入式以太网接口的设计与实现。
DM9000A是联杰公司推出的一款太网控制芯片，该芯片具有集成度高、功能强、引脚少以及性价比高的特点，而被广泛的应用到嵌入式系统中。
该芯片的主要的特点为其集成了10/100 M的物理层的接口，可适应3类、4类、5类的10M以及5类的100M的无屏蔽双绞线；同时其内部带有16KB的SRAM 用于发送和接受的FIFO缓存；同时该芯片支持8/16-bit 两种不同的主机模式; DM9000A有48个引脚，以此有利于缩小PCB的面积；同时其完全支持802.3以太网的传输协议；DM9000A自身的功耗非常低,单电源3.3 V工作,内置3.3V～2.5 V电源,I/O端口支持3.3 V～5 V的容差。
一种基于Chiplet集成技术的超高阶路由器设计
一种基于Chiplet集成技术的超高阶路由器设计
梁崇山;戴艺;徐炜遐
【期刊名称】《计算机工程与科学》
【年(卷),期】2022(44)2
【摘要】高带宽、低延迟的高阶路由器对于构建大规模可扩展的互连网络有着重要的作用,但是受限于单个路由芯片设计复杂度的不断增加以及摩尔定律、登纳德缩放定律的放缓与停滞,在单个路由芯片上扩展更多的端口数将变得越来越难。
Chiplet将多个裸片以特定的方式集成在一个高级封装内,形成具有特定功能的大芯片,以此解决芯片设计中涉及的规模、研制成本和周期等方面的问题。
根据Chiplet 集成技术的思想,利用已有的路由芯片,提出了一种基于Chiplet的128端口高阶路由器,这种高阶路由器内部是一个由多个Switch Die以二层胖树拓扑构成的网络。
通过实际的RTL级代码仿真测试,对比于单芯片的高阶路由器设计方式,所设计的路由器在扩展了更多端口数的同时,还能够达到较好的性能。
【总页数】7页(P207-213)
【作者】梁崇山;戴艺;徐炜遐
【作者单位】国防科技大学计算机学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP393
【相关文献】
1.一种多级无缓存高阶路由器的设计与实现
2.一种基于嵌入式技术的高性能
G.SHDSL路由器的设计3.基于单片MO-CDCTA的高集成低功耗高阶有源低通滤波器的设计4.一种改进的基于峰值信噪比-高阶奇异值分解的天波超视距\r雷达自适应海杂波抑制算法5.基于非对称交叉开关的高阶路由器设计
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嵌入式系统可靠性设计比拼的不是谁的设计更高明而是
嵌入式系统可靠性设计，比拼的不是谁的设计更高明，而是谁的设计更少犯错误，而且因为软、硬件的专业背景差异，两个专业设计师之间的不了解，也会导致接口部分容易出现一些可靠性问题。
本课程采用逆向思维方式，从嵌入式系统设计的负面问题角度入手，总结剖析了嵌入式设计师易犯的错误点和接口部分的问题点，以期在设计中能提前加以预防。
漏洞堵住了，跑冒滴漏自然不再发生。
课程特点：案例教学、深入浅出、实践结合理论推理适用对象：嵌入式系统软、硬件开发工程师主办单位：讲师介绍：武晔卿电子工程硕士，研究领域：嵌入式系统可靠性技术。
曾任航天二院总体设计所主任设计师，机电制造企业研发总监、事业部总监，北京市级优秀青年工程师，科协委员。
对电子产品系统设计、可靠性设计有较深入研究，曾在学术会议及多家技术刊物发表专业文章，并出版专著《嵌入式系统可靠性设计技术与案例解析》。
曾为航天、中电、中科院、航空、医疗电子、通信、安防、电力电子、分析仪器、工业控制、消费类电子等多个行业上百家客户提供电路设计可靠性审核、培训辅导等服务。
专注于电路可靠性设计、器件失效机理分析、工程计算、技术方法论的研究。
大纲：课程大纲：第一部分：嵌入式系统及硬件可靠性设计第一章：可靠性设计基础（1.5 h）1.1、可靠性定义1.2、环境应力分析1.3、人机交互分析1.4、关联设备互动分析1.5、过渡过程应力1.6、负载波动分析1.7、单一故障分析1.8、可靠性预计分析1.9、判据标准1.10 电子、机电一体化设备的可靠性模型；1.11 系统失效率的影响要素；第二章：可靠性设计规范（5.5 h）2.1 降额设计规范降额等级、降额注意事项、降额因子降额参数的确定方法强制风冷、传导散热的热设计计算及热设计工艺规范2.3 电路安全性设计规范；电路安全容错性机制、SFC分析、SFC下输出保证可靠的判据和解决方法…2.4 EMC设计规范电压容限控制、常用器件的高频等效特性、信号分析、布线、阻抗匹配、屏蔽、滤波、接地…2.5 PCB设计规范板卡级的布线、布局工艺第三章：器件失效规律与分析方法（1.5 h）3.1 持续性应力与浪涌应力的区别3.2 电压应力与电流应力的故障现象区别3.3 MSD与机械应力损伤的特征、成因、解决措施3.4 基于端口特性阻抗曲线的失效测试分析方法3.5 常用器件失效机理、失效特征、应对措施第二部分：嵌入式系统器件选型与工程计算第一章：工程计算基础（1.5 h）1.1 容差分析方法1.2拉氏变换的物理含义与电路设计应用1.3 微积分与电路设计的应用1.4 概率论数理统计提升电子产品质量的应用方法1.5 基础代数的电路设计工程计算应用（代数、三角函数、解析几何）1.6 datasheet参数解读及对电路性能的影响第二章：工程计算与器件选型（4 h）2.1 电源模块设计与选型计算电感电容选型计算2.2 电源输入端口器件选型计算保险丝、NTC电阻、TVS/压敏电阻、储能电容、接插件、二极管的选型计算2.3 信号输入/输出端口的匹配器件计算选型上拉/下拉电阻、限流/分压电阻、阻抗匹配电阻、磁珠、退耦电容的选型计算2.4 放大电路设计计算运放参数和选型、精度分配计算、阻抗匹配计算2.5 安全防护设计电容的固有特性与寄生参数退耦电容、储能电容、安规电容、隔直电容、滤波电容的选型计算信号端口压敏电阻、TVS、气体放电管选型计算2.6 热设计整机散热计算散热片、风扇、半导体致冷片散热选型计算2.7 光电器件选型计算光耦、发光二极管、数码管选型计算二极管和三极管特性三极管、二极管选型计算开关器件2.9 滤波器件选型计算滤波器件特性滤波电路设计计算滤波器、滤波电容、磁珠磁环、电感选型计算2.10 PCB布线布局设计SI设计估算2.11 数字IC器件选型计算数字IC特性（结温、响应时间、带载能力、温漂、阈值、时序要求）MCU、存储类器件、逻辑器件的选型计算第三部分：嵌入式软件可靠性设计1.嵌入式软件可靠性基础定义软件可靠性定义软件可靠性的度量与评估软件与电子的失效率特性区别影响嵌入式软件可靠性的因素嵌入式软件归档及配置管理过程控制注意事项嵌入式软件可靠性系统分析方法与软件DFMEA的运用2.编译器问题嵌入式软件可靠性的影响3.代码编程规范对嵌入式软件可靠性的影响语句通用设计规范冗余设计睡眠设置抗干扰软件、结构、电路相结合的电磁兼容解决方法软件架构的设计方法安全性内核设计更改规则防跑飞的软件陷阱圈复杂度与软件测试4.与硬件接口问题对嵌入式软件可靠性的作用和影响时间受控空间受控IO吞吐能力执行时间串并联接法导致的信号波动数据传输速率限制上电时序引起的硬件故障及软件初始化对策死机的机理及对策显示处理措施SFC下，输出保证安全5.变量与存储问题成因与防护防止过程中存储被刷块存储特性备份技巧寄存器防刷处理强数据类型存储成功提示6.人机接口问题与防护对人工误操作的防护措施参数设置控制策略界面数据设置和布局方法界面设计规范7.报警报警分类设置报警编程处理报警频率、声音、占空比要求8.软件测试单元测试方法与系统测试的区别测试工具与人工测试测试职责与测试分工基于SFC的接口测试全覆盖测试（路径覆盖与数据覆盖）一致性测试，通过软件测试发现硬件隐患人机接口测试10.嵌入式软件功能安全设计软件安全功能的要求软件结构的要求与措施详细设计和开发要求代码实现要求与措施软件模块测试要求软件集成测试的要求功能安全评估方法11.总结：嵌入式软件可靠性设计规范。
一种低成本无线传感器网络节点的设计
一种低成本无线传感器网络节点的设计刘成岩;孙晶华【期刊名称】《微型机与应用》【年(卷),期】2011(030)015【摘要】A low-cost wireless sensor network node is designed based on low-power consumption PIC microcontroller and MEMS acceleration sensor. The design uses low-cost PIC16 series microcontrollers, PT2262 encoder software simulation, with the 12C interface acceler%基于PIC低功耗单片机与MEMS加速度传感器．设计了一种低成本的无线传感器网络节点。
该设计采用性价比较高的PIC16系列单片机，软件模拟PT2262遥控编码器，配合12C接口加速度传感器、微型高频发射器件，实现了通用MCU无线传感器的节点方案，省去了昂贵的专用RF芯片，降低了系统成本。
节点整体采用3．3V单节锂电池供电。
实验结果表明，该方案具有可靠、灵活、低功耗、低成本的特点，可广泛应用于低速实时测量、监控防盗等场合。
【总页数】5页(P20-24)【作者】刘成岩;孙晶华【作者单位】哈尔滨工程大学理学院,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工程大学理学院,黑龙江哈尔滨150001【正文语种】中文【中图分类】TN957【相关文献】1.一种鸡舍环境监测的无线传感器网络节点的设计 [J], 游洪;严文强;李雪冬;黄桂林2.一种基于WiFi的无线传感器网络节点设计 [J], 郭晓光;冯思奇3.一种低功耗无线传感器网络节点的设计 [J], 魏春娟;杨俊杰;吕剑4.一种新型无线传感器网络节点设计 [J], 张宇;范建华;吕遵明;王统祥5.一种低功耗无线传感器网络节点设计 [J], 兰羽因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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技术创新《微计算机信息》(嵌入式与SOC)2010年第26卷第10-2期360元/年邮局订阅号：82-946《现场总线技术应用200例》嵌入式网络技术应用基于LPC2366与DM9161嵌入式网络设计Research of technology of embedded internet based on LPC2366and DM9161(东华理工大学)李永祥周书民王卡风王子新杨志刚LI Yong-xiang ZHONG Shu-min WANG Ka-feng WANG Zi-xin YANG Zhi-gang摘要:本文以MCU-LPC2366、以太网控制芯片-DM9161为硬件平台,通过嵌入式网络协议栈ZLG 的移植,来研究一个嵌入式网络系统如何接入外网。
论文中也包括硬件系统设计与收发包检测与处理,从而保证了这一特定硬件和特定协议的设计与实现的可行性。
关键词:LPC2366;DM9161;周立公网络协议栈中图分类号:TP368.5文献标识码:BAbstract:The thesis illustrates how to research about communicating between embedded internet system and Internet,through de -signing based on LPC2366and DM9161and developing relevant software ,as well transplanting embedded internet protocols –ZLG,including in the methods and detecting and dealing with packets receiving and transmitting ,which ensure the hardware and the proto -cols can be designed and realized feasibility in practice.Key words:LPC2366;DM9161;ZLG文章编号:1008-0570(2010)10-2-0086-03引言嵌入式网络是最经济的远程监视和控制嵌入式系统的方式,兼之,Internet 发展至今,已成为世界上最廉价的网络,利用廉价的网络资源来弥补和增强嵌入式系统有限的资源和价值取向成为当前嵌入式系统发展的必然,故研究其有着重大的意义。
而本论文所提的LPC2366是NXP 第三代微处理器的芯片,它是基于16/32位的具有ARM7TDMI-S 实时内核,同时集成了512KB 的嵌入式高速FLASH 内存,16KB 专为Enthernet 的SRAM,集成了10/100以太网接口的ARM7嵌入式CPU 。
另一芯片DM9161是一款单芯片10/100M 以太网物理层收发器。
它具有低功耗,波形稳定,价格便宜等特点,另外它在以太网一致性测试中表现比较出色。
嵌入式网络协议栈ZLG/IP 是广州周立功单片机发展有限公司面向嵌入式系统开发的基于UC/OS-II 的小型的TCP/IP 协议栈。
ZLG/IP 源码包提供实现Internet 网络上IP 接点的功能,是个高性能的嵌入式TCP/IP 协议软件。
本论文以LPC2366和DM9161A 为硬件平台,在UC/OS-II 的操作系统的软件平台上,搭建ZLG/IP 网络协议软件系统,实现嵌入式网络系统,与外界进行Internet 通信。
1LPC2366和DM9161硬件连接如图1所示:几点说明:(1)一般来说,网口控制芯片有两个晶振选择,一个是25MHZ 的MII 模式晶振输入选择;一个是50MHZ 的RMII 模式的晶振选择,它需要与CPU 的CRS 相连,用于接收时钟同步。
(2)隔离变压器为可选项,用于较远距离的信号波型保持。
(3)特别指出,为了实现的网络的RMII 模式,LPC2366的载波侦测脚CRS 需接在DM9161的37号(RXDV/TESTMODE)引脚上,而不是35号(CRS/PHYAD)引脚上,因为LPC2366不支持MII 模式。
图1LPC2366和DM9161连接2网际层软件初始化初始化设置工作包括接收和发送缓冲器、接收过滤器、晶振启动时间、MAC 寄存器、PHY 寄存器。
初始化芯片之前先关闭单片机的中断输入,对RESET 引脚给定一个持续的低电平复位信号,然后对相应的寄存器进行设置。
设置完成所有需要的寄存器后,判断以太网状态中的时钟启动标志位是否置位,然后开中断。
为了降低能耗,LPC2366的各功能模块默认状态下是被屏蔽的,要使正常工作,首先在初始中使能该模块,同时不至于屏蔽其它模块,只能使用或操作:PCONP |=0x40000000;接着选择I/O 引脚,告诉CPU 哪些引脚在这个模块中起作用,然后重启该模块。
同时关闭收发,设定以太网工作模式,包括半双工和全双工、包间隔、PHY 支持,RMI 模式设定等等。
要确定网口控制芯片是否能够正常工作,那就获取网口控制器芯片的ID 号,用来识别该芯片,也表示该芯片已经能够正常工作,同时这个返回的PHYID 值也是读写函数的寄存器地址。
然后读取PHY 模式,根据tempreg 的值进行判断是何种模式,以达到自适应模式,可以随着电脑或交换机的模式改变而改李永祥:硕士研究生86--邮局订阅号：82-946360元/年技术创新嵌入式网络技术应用《PLC 技术应用200例》您的论文得到两院院士关注变,这是为了满足MAC 的目的,而PHY 有自适应功能的。
接受和发送要留有缓冲存储空间,否则先到的数据被后到的数据冲了,如果不外挂FLASH 的话,LPC2366备有16K 专用于网口收发数据的缓冲SRAM 。
在初始化中,要设置接收所有的帧,用来检测网络是否连通,同时设置MAC 滤波,使能接收和发送,并且设置中断,以检测是否有数据从网口过来,如果有则中断接收到相应的寄存器,然后送到接收缓冲区中。
3ZLG 协议的移植以上所实现的都是基于物理层和传输层进行的操作,接下来就是移植具有TCP 、UDP 、IP 、ICMP 、ARP 、ETHERNET 协议的ZLG 协议栈,因为我们已经根据以上的编写好的底层驱动的部分,所以只要在相应ETHERNET 协议部分进行修改,其它的直接拷贝就可以了。
4调试网络程序:实现嵌入式网络通信4.1软件初始化:设置网络端口,要设置大于1025的端口号,因为小于1025的差不多都被占用了。
设置网口的IP 地址,要设置与所要PING 的PC 机同在一个网段的IP 地址;设置网口的网关地址,设为默认网关;设置网口的子网掩码地址,根据子网类型设置;设置网口的MAC 地址,这是唯一识别网口控制器的编号,这将在PING 的时候在ARP 表中与IP 地址绑定进行调试。
4.2发送以太网包:在开发调试过程中,首先要发出ARP 请求,其中包括:复制对方网卡地址或网关地址、arp 报文的目的物理地址填为0。
由arp 回答报文,源地址IP 地址、目的地IP 地址、硬件类型、协议类型、操作类型、硬件长度(物理地址长度)、协议长度(逻辑地址长度);然后发送一个以太网帧数据。
在ZLG 的协议栈的Arp_Request(uint8*ip_address,uint8num)函数中,是Send_eth －ernet_Frame(struct _pkst *TxdData,//结构指针uint8*de_mac,//对方的MAC 地址指针uint8PROTOCOL,//IP 协议或ARP 协议uint8num )在这个函数的处理过程中,如果没有MAC 地址,就发送一个ARP 包。
得到MAC 地址再发。
如果是IP 包,就设为0x0800;如果是ARP 包,就设为0X0806,然后再设置指向前一个结构数组、计算ETHERNET 报头的长度、设置ETHERNET 报头的指针。
然后发送该帧中的包。
在Send_Packet(struct _pkst *TxdData)中以太网包发送函数EMACSend(DWORD *EMACBuf,DWORD length ),确定发送的目的地地址、缓冲,用零填充长度不够最小限额包等。
4.3接收以太网包:在主任务函数中的while 循环内部,程序不断查询以太帧接收函数Rec_Packet (),以此来判断网卡是否接收到网络数据包,如果收到数据包后转到相应的协议处理模块。
接收流程如图2所示:图2包接收流程框图如果物理层硬件能够正常工作,首先硬件自动检测接收到的包是否是属于本IP 段,否则不保存到ARP 表。
在程序里用DM9161的RXPRODUCEINDEX 和RXCONSUMEINDEX 两寄存器值是否相等来判定是否接收到包,如果不相等,则接收到包,否则进行其它相应处理。
如果是包的目的地地址与本地IP 地址相同,则计算机包长度与识别包协议类型,如果检查到的报文是一个ARP 请求,则用ARP 回答并用PROCESS_ARP_REC (uint8*ARP_PTR,uint8num)函数中的Arp_Answer(uint8*ARP_REC_PTR,uint8num)函数发送该应答,并且发送一个接受ARP 的请求REC_ARP_REQ (uint8*ARP_REC_REQ_PTR,uint8num)。
如果已经保存有对应的MAC 地址而且TTL 有效,则进行IP 包处理,如果是其它的包,则进行相应的则进行TCP 、UDP 、ICMP 包处理,否则丢弃。
注:在Arp_Answer(uint8*ARP_REC_PTR,uint8num)函数中,如果目标IP 地址是本机IP,如果发送方属于本网段,那么查找有否属于该IP 的对应MAC 表,有则刷新,再查找有否空的MAC 表项,有则保存,否则返回各种类型标志。
在REC_ARP_REQ(uint8*ARP_REC_REQ_PTR,uint8num)函数中首先检查IP 地址合法性,然后发送网关对ARP 请求的回答,然后解析网关地址,如果发送方属于本网段,查找有否属于该IP 的对应MAC 表等等与处理Arp_Answer()函数类似。
在查找有否属于该IP 的对应MAC 表时,如果进行ICMP 处理,则要进行IP 翻转,以形成对应的顺序。
因为公网Internet 的包是按照“大端”方式,高位数据放在高位地址中,而我们的开发板是采用“小端”方式,低位数据放在高位地址中,所以要进行翻转,同时发出去的包也先要翻转,而后外发。
如果进行IP 包处理IP_PROCESS(uint8*RecData,uint8num),则取IP 包头的长度。