嵌入式TCP／IP网络通信协议的实现
基于ARM核的嵌入式TCP／IP协议栈简化实现
Ｓｍｐ ｉ ｅ ａｉａｉｎ ｏ ｍｂ ｄ ｅ Ｃ ／ Ｐ Ｐ ｏｏ ｏ ｔｃ ｓ ｄ Ｏ ｉ ｌ ｄ Ｒｅ ｌ ｔ ｆＥ ｉ ｆ ｚ ｏ ｅ ｄ ｄ Ｔ Ｐ Ｉ ｒ ｔｃ ｌＳ ａ ｋ Ｂａ ｅ ｉ ＡＲＭ ｏ ｅ ｌ Ｃ ｒ
Ｘ ａ． ｎｒ ＬＵ Ｊ ． ｎ 一，ＷＡ Ｇ Ｙ ．ｕ ｌ Ｕ Ｈ ｉ ｕ Ｉ ｉ ｇ ｇ， ｉ ｎａ 。 Ｎ ｉ ａＩ ｈ ］
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第 １ 期 ０
徐海军等 ： 于 Ａ Ｍ核的嵌人式 Ｔ ＷＩ
基 于 Ａ Ｍ 核 的嵌 入 式 Ｔ Ｐ Ｉ 议 栈 简 化 实现 Ｒ Ｃ ／Ｐ协
徐海军 ，刘金 刚 ，王益华
（ ・ 算机 科 学 联 合研 究 院，北 京 １０３ ；２ 中国科 学 院 计 算技 术研 究 所 计 １ ００ ７ ．
ｓｍｐｉ ｅｐ ｏｏ ｏ ｔ ｃ ｓ ｃ ｍｍｕ ｉ ａｉ ｎｍｏ ｅ ， ｒｈ ｔ ｃｕ ｅ ｓ ｈ ｍｅ ｉ ｌ ｙ ｔ ｒ ｔ ｃ ｌ ａ ｋ’ ｏ ｆ ｈ ｓ ｎ ｃ ｔ ｄ ｌ ａ ｃ ｉ ｔ ｒ ，ｃ ｅ ．Ａｎ ｅ ｔ ｉ ａ ｅ ｉｅ ｏ ｏ ｓ ｍｉ ｇ ｃｒ ｕ ｔ ｆ ｏ ｅ ｄ ｔ ｎ， ｈ ｓ ｐ ｒｇｖ ｓａｌ ｗ ｃ ｎ ｕ ｎ ｉ ｉ ｏ ｈ ｐ ｃ
ｎ ｔ ｒ ｏ ｅｗ０ ｋ ｃ ｍｍｕ ｉａｉ ｎ ｂ ｓ ｄ Ｏ ｈ ｃ ｏ ｒ ｃ ｓ ｏ ｆＳ ｍｓ ｎ ３ ４ Ｂ Ｘ， ｉ ｈ ｔ ｋ ｓＲＴ ｇ １ ＡＳ ａ ｈ ｓｃ ｌｌ ｙ ｒｉ ｔｒ ｎ ｃ ｔ ａ ｅ ｉ ｔ ｅｍｉｒ ｐ ｏ ｅ ｓ ｒｏ ａ ￣ ｇＳ Ｃ ４ Ｏ ｗｈ ｃ ａ ｅ Ｌ ０ ９ ｓｐ ｙ ｉ ａ ａ ｅ ｎ ｅ — ｏ ｌ ｆｃ ．Ｆ ｎ ｌ Ｉ ｃ ｓｆ ｌ ｏ ｔ ｇ ｔ ｅ ｅ ｅ ｄ ｄ ｉＣ ｉ ｕ ｎ ｔ ｅ ｍｉｒ ｐ ｏ ｅ ｓ ｒａ ｄ ｒ ａｉｅ ｉ ｈ ｌ ｅｗｏ ｋ ｃ ｍｍｕ ｉａｉ ｇ ｂ ａ ｅ ｉ ａｌ ｓ￣ ｅ ｓｕｌ ｐ ｒ ｎ ｍｂ ｄ ｅ Ｌ ｎ ｘ ｏ ｈ ｃｏ ｒｃ ｓｏ ｎ ｅ ｌ ｓｒｇ ｔ ｎ ｔ ｒ ｏ ｙ ｃ ｙ ｉ ｈ ￣ ｚ ｙ ｎｃ ｔ ｙ ｎ Ｓ ｃ ｅ ｐ ｏ ｒ ｍｍｉ ｇ ｔ ｃ ｉｖ ｈ ｅ ｉｎ ｇ ａ ｙ ｔｓｉ ｇ ｏｋ ｔ ｒｇａ ｎ ，ｉ ａ ｈ ｅ ｅｔ ｅ ｄ ｓｇ ｏ ｌｂ ｅ ｔ ． ｎ
网络通信协议的实现原理与应用
网络通信协议的实现原理与应用网络通信已经成为了现代社会不可或缺的一个部分，几乎所有的设备都可以通过网络连接互联，这也为我们带来了许多便利。
网络通信的核心是网络协议，网络协议在保证网络通信的可靠性、速度和安全性等方面起着至关重要的作用。
本文将从网络协议的实现原理和应用方面进行探讨。
一、网络协议的实现原理网络协议是实现网络通信的重要技术，网络协议是指在计算机网络中独立存在的一套规则，它规定了计算机之间的通信方式、数据交换格式、错误检测和纠正等细节，是实现网络通信的核心技术。
网络协议的实现原理主要包括以下几个方面：1、传输方式：传输方式通常分为两种，一种是面向连接的传输方式，另一种是无连接的传输方式。
面向连接的传输方式需要在不同设备之间建立连接，然后才能进行数据传输；而无连接的传输方式则不需要建立连接，数据直接传输。
2、数据传输格式：不同的数据传输格式适用于不同的场景，常用的数据传输格式有文本格式、二进制格式、XML格式等。
3、数据传输速率：网络传输的速率受到诸多因素的影响，如传输介质的性能、网络拓扑结构、网络拥塞程度等。
4、错误检测与纠正：网络通信中很容易出现数据传输错误的情况，错误检测是指对数据传输过程中出现的错误进行检测，错误纠正则是在出现错误的情况下对数据进行修正。
网络协议实现的细节非常复杂，需要不断的优化升级才能保证网络的稳定性和可靠性。
二、网络协议的应用网络协议的应用非常广泛，下面列举了一些应用：1、TCP/IP协议：TCP/IP协议是网络通信协议中最常用的协议，它是互联网上使用最广泛的一种协议，它提供了数据完整性检测、顺序控制和拥塞控制等功能，在网络传输中非常重要。
2、HTTP协议：HTTP协议是一种Web数据传输协议，它的主要功能是在Web服务器和Web客户端之间传输数据，是Web应用程序最常用的一种协议。
3、FTP协议：FTP协议是文件传输协议，主要用于将文件从一个地方传输到另一个地方，最常见的是在网络上传输文件。
嵌入式TCP／IP协议帧的实现
５ 结 论
图 １原 始 鞋 样 灰度 图 （） ｂ
图２闻值选择过大．左图边缘未提取完全
图３闭值选择过一 ，右图出现伪边缘 Ｊ 、
随着制鞋 ＣＡＤ 技术的 发展 ，鞋帮 图像库 已越来越 大，针对大 图像库 ，特征的 自动提取也变得越来越重要 。本文给出的图像边缘 动态 闽值 的 自动获取方法 ，特别适合于大鞋帮 图像库中 目标 图像的 边 缘 自动 提 取 ， 提 取 过 程 中不 需 要 人 工 参 与 ．而 且 自动 提取 算 法 精 确，与 Ｍｙｏ Ｆ ｉ ｎ ｒ、 Ｈａｐ ｅ ｔａ ｎ ｙ等 （５）所采用的半自 ｔｎ ｌ ｋ ｅ ｃ ｒ ｒｅＳ ｗｈ ｅ 动方法相 比具有更 多的优越性 ，由计算 机 自行确定域值可以避 免于 工选择点的差异 导致 的两次边缘提取 图像差 异问题 。与 ｐ ｔｅ和职 －ｌ ｉ 峰 （ － ｄ） ２ｍｏ ｅ 方法相 比较 【】 又具有 算法简单， 易于实现 的优点 。 ３，
中图 分 类 号 ： Ｔ ９ 文 献 标 识 码 ： Ｂ Ｐ３ ３
Ａｂ ｔ ｃ ： ｅ ｅｍｂ ｄ ｅ ｙ ｔ ｍ ｓ ａ ｃｕ ｔ ｍｉａ ｉｎ ｃ ｍｐ ｔ ｇ ｓ ｓ ｅｍ ｓ ｒ ｔ Ｔｈ ａ ｅ ｄ ｄ ｓ ｓ ｅ ｉ ｓ ｏ ｚ ｔ ｏ ｏ ｕｉ ｙ ｔ ｎ ｗｈｃ ｉ ｉｔ ｇ ａ ｅ ｗｉ ｈ ｒ ｗａｒ ，ｒ ａ－ｉ ｏ ｅ ａ ｉ ｇ ｙ ｔ ｒ ａ ｄ ｉｈ Ｓ ｎｅ ｒｔｓ ｔ ｈ ａｄ ｅ ｅ ｌ ｍｅ ｐ ｒ ｔ ｓ ｓ ｅ ｔ ｎ ｎ ｎ ａ ｐｉ ａ ｉ ｓ ｆ ｐ ｌ ｔ ｃ ｏｎ ｏ ｔ ｗａｒ ． Ｉ ｈ ｒ ｗａ ｅ ｅ ｔ ｓ ａ ｄ ｒ ａ ｄ ｏ ｔ ｒ ａ ｅ ｕ ｏ ｔ Ｊ ｎ ｓ ｆ ｗａ ｅ ｒ ｃ ｔ ｕ ． ｔ ｓ ａ ｐｉ ａ ｉ ｊ ｅ ｙ ａ ｒ ａ ａ ｐ ｅｓ ｎ ．Ａｎ ｅ ｐ ｌ ｔ ｃ ｏｎ Ｓ Ｍ ｂ ｏ ｄ ｔ ｒ ｅ ｔ ｒ ｄ ｍｂ ｄ ｅ Ｔ ｅ ｄ ｄ ＣＰＩ ｈ ｓ Ｉ Ｐ ａ ｂ ｅ ａ ｊｄｉｐ ｎ ａｂｅ ｅ ｎ ｎ ｎ ｓ ｅ ｓ ｌ ｐ ｒ ａ ｔ ｆ ｈ ａｐ ｌ ａ ｉ ｎ ｆ ｈ ｅｍｂ ｄｄ ｄ ｏ ｔ ｅ ｐｉ ｔ ｏ ｔ ｅ ｃ ｏ ｅ ｅ
一种通用精简嵌入式TCP／IP协议栈的设计
ｓｒ ｔｎｅｉ ｎ ｘ ： ｔｕｃ ｔｆ ｅ ｔ
没有实现 Ｔ Ｐ协议 ，那 么在应用 层就 无法实 现 与 Ｔ Ｐ有关 Ｃ Ｃ 的协议 ，例如 Ｈ丌Ｐ ｒ 、ｎ’ Ｓ Ｔ Ｐ和 Ｍ Ｐ等。
收 稿 日期 ：２ ０ — ９ ３ ０９ ０－ ０
要 ：通过 分析嵌入 式 Ｔ Ｐ Ｉ Ｃ ／Ｐ协议栈 ，并结合嵌入 式 系统设 计的特点 ，对现有 Ｔ Ｐ Ｉ Ｃ ／Ｐ协议栈进行 裁减 ，设计 出
种 通 用嵌 入 式 Ｔ Ｐ Ｉ Ｃ ／ Ｐ协 议 栈 。
关键 词 ：嵌入 式；Ｔ Ｐ Ｉ ；协议栈 Ｃ ／Ｐ
中 图分 类 号 ：Ｔ ９ ５ ０ Ｎ １ ．４ 文 献 标 识 码 ：Ａ
协议栈必须实现 Ａ Ｐ协议 。 Ｒ
模拟层 、缓 冲与 内存管理子 系统 、网络接 口函数 、及计算 函
数 ，此外 ，该协议栈还包括一个 Ａ Ｉ Ｐ 概要说 明。下面对该 协 议栈 中的主要协议说 明如 下 ： （ ）应用层 协议 。应 用层 协议 的选 择完 全依 赖 于系 统 １ 要实现 的特定功能 和应用 ，例 如 ， 果系统 要想 用 Ｅ ａ 来 如 ｍｉ ｌ
传输层 Ｔ Ｐ、Ｕ Ｐ Ｃ Ｄ
传输层
ＴＰ Ｄ Ｃ Ｕ Ｐ
１ Ｔ ＰＩ Ｃ ／Ｐ协议 的分析与精简
目前使用广泛的 Ｔ Ｐ Ｉ Ｃ ／Ｐ协议栈 有 Ｌ Ｐ 、ｕＰ ｉｕ ＷＩ ｌ 、Ｌｎ ｘ Ｉ ，这些协议栈 具有 一定 的通 用性 ，包含 的协 议 内容 比 Ｐ等
较全 ，同时也 比较复杂 。
第 ９卷 第 ４期
２０ ０ ９年 １ ２月
南京工 业职 业技术 学 院学报
Ｊｕｎ ｌ ｆ ａｊ ｇＩｓｔｔ ｏ Ｉｄ ｓ ｙＴ ｃ ｎ ｌ ｙ ｏ ｒａ ｏ Ｎ ｎｉ ｎｔｕｅ ｆ ｎ ｕｔ ｅｈ ｏ ｇ ｎ ｉ ｒ ｏ
嵌入式系统的网络通信协议
嵌入式系统的网络通信协议嵌入式系统是由硬件、软件、操作系统等多个组成部分所构成的一种特殊的计算机系统。
嵌入式系统通常运行在各种各样的设备上，如汽车、家电、智能手机、电视机、空调等等。
这些设备都需要使用网络通信协议来进行数据传输和控制。
在本文中，我们将探讨嵌入式系统的网络通信协议。
网络通信协议是在计算机网络中用来协调通信的规则和标准。
它们定义了网络中的数据传输格式、传输速度、错误检测和纠正、数据传输顺序、数据分组和重组、网络连接和拆除等等。
在嵌入式系统中，最常见的网络通信协议包括TCP/IP协议、HTTP协议、FTP协议和SNMP协议等等。
TCP/IP协议是嵌入式系统中最常用的协议之一。
它是面向连接的协议，它提供了可靠的数据传输服务。
TCP/IP协议在传输大数据量时表现出色，因为它可以将数据切割成较小的数据包，并根据需要进行重新组装。
此外，TCP/IP协议还可以检测和纠正数据传输中的错误。
HTTP协议是世界上最常用的网络协议之一。
它用于在Web服务器和Web客户端之间传输超文本和多媒体文件。
HTTP协议是一种无连接的协议，它在Web服务器和Web客户端之间建立短暂的连接，以传输Web内容。
HTTP协议也可以实现数据压缩和编码，从而提高数据传输效率。
FTP协议是用于文件传输的网络协议。
它可以在客户端和服务器之间进行文件上传和下载。
FTP协议可以通过授权访问FTP服务器来保护数据的安全。
它还可以通过使用加密技术来保护数据的传输安全。
SNMP协议是用于管理网络设备的网络协议。
它可以收集有关网络设备状态的信息，从而帮助管理员识别和解决网络问题。
SNMP协议可以通过访问网络设备的MIB（管理信息库）来读取和写入网络设备的状态信息，从而实现对网络设备的管理和控制。
在嵌入式系统中，网络通信协议的选择取决于应用的特定需求。
不同的应用需要不同的协议来满足其数据传输和管理需求。
此外，开发人员还需要考虑网络通信协议的性能、可靠性、安全性和易用性等方面，以确保它们在嵌入式系统中的实现是可靠和高效的。
嵌入式设备的网络通信协议
嵌入式设备的网络通信协议随着科技的不断发展，嵌入式设备在我们的生活中扮演着越来越重要的角色。
而在嵌入式设备中，网络通信协议则是实现设备之间互联互通的关键。
本文将讨论嵌入式设备的网络通信协议，分析其重要性以及常见的协议类型。
一、网络通信协议的重要性嵌入式设备作为一种特殊的计算设备，其主要任务是在特定的环境中完成特定的功能，如智能家居中的空调、智能手环等。
而这些设备通常需要通过网络与其他设备或者后台服务器进行通信，实现数据的传输与交互。
网络通信协议作为设备之间互联互通的基石，起到了至关重要的作用。
首先，网络通信协议确保了设备之间的数据传输的准确性和稳定性。
通过定义特定的规则和格式，协议能够确保数据在传输过程中不会出现错误或丢失，从而保证设备能够正常地进行数据交换。
其次，网络通信协议保证了设备之间的互操作性。
不同厂商生产的嵌入式设备可能采用不同的通信协议，而网络通信协议的统一标准能够实现设备的互联互通，使得不同设备间的数据交换和协同变得更加简便和高效。
最后，网络通信协议还能够确保通信的安全性。
在嵌入式设备中，通常涉及到重要的数据和敏感信息，如个人隐私和商业机密等。
通过采用加密和身份验证等安全机制，网络通信协议能够在数据传输过程中保护这些重要信息的安全。
二、常见的网络通信协议类型在嵌入式设备中，常见的网络通信协议主要包括以下几种类型：1. TCP/IP协议：TCP/IP是互联网通信的基础协议，广泛应用于各种嵌入式设备中。
它提供了可靠的数据传输、流控制、错误检测和纠正等功能，保证了数据的准确和完整。
2. MQTT协议：MQTT是一种轻量级的消息传输协议，特别适用于嵌入式设备和低带宽、不稳定网络环境下的通信。
它通过发布-订阅模式实现了设备间的异步通信，具有低延迟、低能耗等特点。
3. CoAP协议：CoAP是一种专门为物联网设计的应用层协议，用于支持嵌入式设备之间的通信。
它采用UDP协议进行数据传输，具有小型化和低功耗的特点，适用于资源受限的设备。
TCPIP协议简要论文及分析[整理版]
![TCPIP协议简要论文及分析[整理版]](https://img.taocdn.com/s3/m/eabb9d7149d7c1c708a1284ac850ad02de8007a7.png)
TCP/IP协议简要分析摘要一、绪论在网络应用日益普遍ARMTCP/IP协议的今天，越来越多的嵌入式设备实现Internet 网络化。
TCP/IP协议是一种目前被广泛采用的网络协议。
嵌入式Internet的技术核心是在嵌入式系统中部分或完整地实现TCP/IP协议。
由于TCP/IP协议比较复杂，而目前ARMTCP/IP协议嵌入式系统中大量应用低速处理器，受内存和速度限制，有必要将TCP/IP 协议简化。
嵌入式TCP/IP协议一般实现：ARP/RARP、、IP、ICMP、TCP、UDP、HTTP、SMTP、FTP、TELNET等协议工业控制ARMTCP/IP协议领域传输层采用TCP协议、不用UDP协议，是考虑到实时监控系统中传输量并不大，而可靠性要求较高。
TCP协议是面向连接的、端对端的可靠ARMTCP/IP协议通信协议。
它采用了许多机制来保证可靠传输，应用于嵌入式系统显得过于ARMTCP/IP协议复杂。
TCP/IP是一个四层的分层体系结构。
高层为传输控制协议，它负责聚集信息或把文件拆分成更小的包。
这些包通过网络传送到接收端的TCP层，接收端的TCP层把包还原为原始文件。
低层是网际协议，它处理每个包的地址部分，使这些包正确的到达目的地。
网络上的网关计算机根据信息的地址来进行路由选择。
即使来自同一文件的分包路由也有可能不同，但最后会在目的地汇合。
TCP/IP使用客户端/服务器模式进行通信。
TCP/IP通信是点对点的，意思是通信是网络中的一台主机与另一台主机之间的。
TCP/IP与上层应用程序之间可以说是“没有国籍的”，因为每个客户请求都被看做是与上一个请求无关的。
正是它们之间的“无国籍的”释放了网络路径，才是每个人都可以连续不断的使用网络。
许多用户熟悉使用TCP/IP协议的高层应用协议。
包括万维网的超文本传输协议（HTTP），文件传输协议（FTP），远程网络访问协议(Telnet)和简单邮件传输协议（SMTP）。
嵌入式Internet中TCP／IP协议栈的研究与设计
【 关键 词】８ １ ｂ Ｕ，嵌 入 式 Ｉｔｒ ｅ ，嵌入 式 ＴＣ ／Ｐ协议 栈 ／ ６ ＭＣ ｎ ｅｎ ｔ ＰＩ
中图 分 类号 ：Ｔ ３３ Ｐ ９ 文献 标 识 码 ：Ａ
ＡＢ Ｔ Ｓ ＲＡＣＴ Ｎｏ ｔ ｅ ｅ ａ ｅ ｌ ｔ ｆ８ ｒ １ ｂ Ｍ ＣＵ ｎ ｔ ｅ ｅ ｅ ｄ ｄ ｓ ｓ ｅ ｗ ｈ ｒ ｒ ｏ ｓｏ ｂ ｏ ６ ｉ ｈ ｍｂ ｄ ｅ ｙ ｔ ｍ．Ｗ ｈ ｎ ｔ ｅ ｃ ｅ ｓＩ ｔ ｒ ｅ ． ｈ ｅ ｙ ｄｆｉｕ ｔ ｈ ｎ ｓ ｅ ｈ ｙａｃ ｓ ｎｅ ｎ ｔ ｔ ｅｖ ｒ ｉ ｃ ｌ ｔ ｉｇ ｉ ｆ
ＫＥＹＷＯＲＤ ８ １ ｂＭＣＵ 。ｅ ｅ ｄ ｄ Ｉ ｔｒ ｅ ，ｅ ｅ ｄ ｄ ＴＣＰ／Ｐ ｐ ｏ ｏ ｏ ｔｃ Ｓ ／ ６ ｍｂ ｄ ｅ ｎ ｅｎ ｔ ｍｂ ｄ ｅ Ｉ ｒ ｔｃ ｌｓａ ｋ
在 网络 应用 日益普 遍 的今 天 ， 入 式设 备 的 网络 嵌 化 已经成 为一种 趋势 。要将 Ｉｔｒ ｅ 与嵌入 式设备 进 ｎｅ ｎ ｔ 行 结 合 ， 主要 困难 在 于 ，ｎｅｎ ｔ ＴＣ ／Ｐ协议 簇 其 Ｉｔｒｅ 的 ＰＩ 过于复杂 ， 对计 算机 的存 储器 、 运算速 度等方 面有较 高 要 求 ， 目前 大 多 数 嵌 入 式 设 备 是 ８位 和 １ 而 ６位 的
００ ５） ３ ０ １
【 摘 要】 目前 大 多数 嵌入式设 备是 ８位或 １ ６位 的 ＭＣ Ｕ，要将 Ｉｔｒｅ 与嵌 入式设 备进行 结合 ，其主要 困难在 ｎｅｎ ｔ
于 ，相对于 ８ １ ／ ６位低 速处理 器本身 资源 的限制 ，Ｉ ｔｒ ｅ ＴＣ ／Ｐ协议簇过 于 复杂 ，因此不可 能实现 完整 的 ｎｅｎ ｔ的 ＰＩ Ｔ ＰＩ Ｃ ／Ｐ协议栈 ，必须 根据实 际需求进 行精 简。针对 ８位或 １ ６位 的低档 ＭＣ 接入 Ｉｔｒ ｅ ，采用 ＭＣ Ｕ ｎｅｎ ｔ Ｕ＋软件 嵌入 Ｔ Ｐ Ｉ Ｃ ／Ｐ协议 的方法加 以实现 。 嵌入 式 Ｉｔｒｅ 对 ｎｅｎ ｔ中 Ｔ Ｐ Ｉ Ｃ ／Ｐ协议 栈 的实 现进行 了研 究与分析 ， 针对 每一层
嵌入式联网解决方案
嵌入式联网解决方案一、概述嵌入式联网解决方案是一种将嵌入式设备与互联网连接的技术方案。
通过该方案，嵌入式设备可以实现远程控制、数据传输和云端存储等功能，从而实现设备的智能化和互联网化。
二、技术原理嵌入式联网解决方案主要基于以下几个技术原理：1. 网络通信：嵌入式设备通过网络接口与互联网进行通信。
常用的网络通信技术包括以太网、Wi-Fi、蓝牙等。
通过这些通信技术，嵌入式设备可以连接到本地网络或者公共互联网。
2. 协议支持：嵌入式设备需要支持一系列的网络协议，如TCP/IP、HTTP、MQTT等。
这些协议可以确保设备与云端服务器之间的数据传输和通信的稳定性和安全性。
3. 数据传输：嵌入式设备可以通过网络将采集到的数据传输到云端服务器。
数据传输可以采用实时传输或者定时传输的方式，以满足不同应用场景的需求。
4. 云端存储：云端服务器可以提供存储服务，将嵌入式设备上传的数据进行存储和管理。
通过云端存储，用户可以随时随地访问和管理设备数据。
三、应用场景嵌入式联网解决方案可以广泛应用于各个领域，如智能家居、工业自动化、智能交通等。
以下是几个常见的应用场景：1. 智能家居：通过嵌入式联网解决方案，用户可以通过手机或者电脑远程控制家中的灯光、空调、窗帘等设备，实现智能化的家居管理。
2. 工业自动化：嵌入式设备可以与传感器、执行器等设备进行联网，实现工业设备的远程监控和控制。
这可以提高生产效率，减少人力成本。
3. 智能交通：通过嵌入式设备与交通设施联网，可以实现交通信号的智能调度、车辆远程监控等功能，提升交通管理的效率和安全性。
四、解决方案优势嵌入式联网解决方案具有以下几个优势：1. 灵便性：嵌入式联网解决方案可以根据不同的应用需求进行定制开辟，满足各种不同场景的要求。
2. 可扩展性：嵌入式设备可以通过添加模块或者接口进行功能扩展，以适应不断变化的需求。
3. 高效性：嵌入式设备可以实现实时数据传输和远程控制，提高设备的响应速度和工作效率。
一种嵌入式TCP／IP协议栈的设计与实现
［ 键 词 ］ 嵌 入 武 网 络 ；Ｔ Ｐ Ｉ ； 协议 栈 ；Ｗ ｅ 务 器 关 Ｃ ／Ｐ ｂ服 ［ 中图 分 类 号 ］ Ｔ ３３ ０ Ｐ ９．９ ［ 献标识码］Ａ 文 ［ 章 编 号 ］１ ７ —１０ （０ ８ ４一 ３ 一 ３ 文 ６ ３ ４ ９ ２ ０ ）Ｏ Ｎ３ １ Ｏ
嵌 入式 设备 的 网络化 已是 大势所 趋［ ］ １ ，从 技术 上讲 ，让嵌 人式 系统 联人 Ｉｔｒｅ 没 有一 个 固定 的 ｎ ｅｎ ｔ
方案 ，目前 采用 的方法 可 以归纳 为 ２种 ，即代 理和直 接 方式［ 。这 ２ 方式 的优 缺 点很 明显 ，其 原 因 ３ ］ 种
在 于这些 方案 在解 决 Ｔ Ｐ Ｉ Ｃ ／Ｐ协议 的复杂 性 和嵌入 式 系统功 能相对 简单 这一对 矛盾 时 ，都 是 向一个 方 向 走 ——实 现 复杂 Ｔ Ｐ Ｉ Ｃ ／Ｐ。如果裁 减 Ｔ Ｐ Ｉ Ｃ ／Ｐ协 议 栈［ ，则可 以实现 功 能完 善 和使 用方 便 简捷 的嵌 入式 ７ ］ 系统［ ８ 州 。笔者 以实 现嵌入 式 Ｗｅ ｂ服务 器 为例 ，探讨 了一种 裁减 ＴＣ ／Ｐ协 议栈 方 法 ，试 验表 明 该裁 ＰＩ
减 方法切 实可 行 。
１ 协 议 的取 舍 分析
众所 周 知 ，Ｔ Ｐ Ｉ Ｃ ／Ｐ协 议 族 由 几 百 种 网 络
应用层
通信协议 组 成 。不 可 能 也 没有 必 要 在嵌 入 式 系
统 中实现 Ｔ Ｐ Ｉ Ｃ ／Ｐ协议族 中所有 的协 议 。 因此 ， 必须针 对 特定 的嵌 入 式 应 用 有 选 择 性 地 对 这 些
（）ＴＰ Ｉ协议 层次 图 ａ ｃ／Ｐ
（ ｂ ）裁 减后实 现的 协议
嵌入式防火墙中TCP／IP协议栈的实现
第２ ０卷 第 ４期
２０ ０ ６年 ｌ ２月
河
海
大
学
常
州
分
校
学
报
Ｖｏ ．０ Ｎｏ４ １２ ． Ｄ ｅ ｏ６ ｅ ．２ ｏ
Ｊ ０ＵＲＮ ＡＬ ０Ｆ Ｈ０ＨＡＩ ＵＮⅣ Ｅ ⅡＹ ＲＳ ＣＨＡＮＧＺ Ｈ０Ｕ
文 章 编 号 ：０ ９ １ ３ （０ ６０ － ０ ３ ０ １ ０ — ０ ２ ０ ）４ ０ ３ － ４ １
Ｆ ｇ Ｈ舢 ｉ ．１来自图１ 嵌入式防火墙网卡硬件结构图
踟 ａ ｄａ ｅ ｍ ￣ ｏ ｈ ｍ ｌ ｄ ｄ Ｉｒ ｗａ ｉ ＮＩ ｒ ｉｅ ｔ ｆ ｔ ｅ ｅ ｍｄ ｅ ｌｅ ｌ Ｃ
收 稿 日期 ：２ ０ － ６ １ ０ ６０－ ５
作 者 简 介 ：蒋 俊锋 （９ ９ ）男 ， 苏 常 州 人 ， 教 ， 算 机 科 学 与 技 术 专 业 ， 要 从事 嵌 入 式 设 备 和 网络 安 全 方 面 的研 究 ． １７ 一 ， 江 助 计 主
１９ ９ ９年 Ｓｅｅ ｔ ｎ Ｍ．Ｂ ｌ ｖｎ针对 边界 防火墙 （ ｅｉ ｔ ｉ ｗ ｌ） 法抵 制来 自内部 网络 攻击 的缺 点 ． ｖ ｅｏｉ ｌ Ｐ ｒ ｅ Ｆｒ ａ１无 ｍｅ ｒ ｅ 提
出 了分布 式 防火墙 的 概念 …．在分 布式 防 火墙 中 ， 略 由 中心统 一 定 义 ， 略 的执 行 由各 个 端结 点 完成 ．分 策 策 布式 防火 墙 能 有 效 防止 网络 内部 攻击 ， 具有 策 略统 一维 护 的特 点．２ ０ ０ ２年 ４月 ２ ２日，Ｃ ｍ 公 司推 出 了嵌 ３ｏ
数据包的问题 ； 通过对协议栈静态缓冲区 ｓｂｆ的改进 ， ｋｕ 提高了通信协议栈的执行效率．
基于TCP／IP协议栈的嵌入式以太网终端设计
ｌ 硬 件 电 路 架 构
根 据 以太 网终端 要实 现 的功 能 特点 ， 并结 合 Ａ Ｍ Ｒ 微 处理 器 的性价 比等 因素 ， 设计 的基 于 Ａ Ｍ 的嵌 入式 Ｒ 以太 网终端 的硬 件结 构框 图 如 图 １ 示 。 所
并能 自动 检测所 连 接 的介 质 。Ｒ Ｌ ０ ９ Ｓ与 主机有 ３ Ｔ ８ １Ａ
栈 及 Ｉ ／ Ｏ ． 实 时操作 系统 的核 移植 。 ｘ Ｃ ＳＩ Ｉ
要 特点 包括 ： 支持 Ｉ Ｅ ８ ２ ３ 支持 ８位 或 ｌ 数 据 Ｅ Ｅ０ ． ； ６位
总线 ； 内置 １Ｋ 的 Ｓ Ａ 用 于 收 发缓 冲 ； 双 工 ， ６Ｂ Ｒ Ｍ， 全 收
发 同时 达 到 １ Ｍ ｐ ； 持 １ Ｂ ｓ５ １ Ｂ ｓ２ １ Ｂ ｓＴ ０ ｂ ｓ支 ０ ａｅ 、０ ａｅ 、０ ａｅ ，
Ｒ Ｌ０ ９ Ｓ的接 口 电路 以及 嵌 入 式 Ｔ Ｗ Ｉ Ｔ ８ １Ａ Ｃ Ｐ栈 和 ｗ ／ Ｓ一 实 时操 作 系统 的核 移植 的 设 计 思 想 和 具体 ＣＯ Ⅱ 开 发 流程 。该 方 案性 价 比较 高 ， 用 于通信 速 率 要 求 不 高 的 家庭 自动 化 设备 和 工控 场 合 。 适 关 键 词 ： 入 式 系统 ； Ｃ ／ Ｉ 嵌 Ｔ Ｐ Ｐ协议 栈 ； Ｃ Ｏ — ；以 太 网 终 端 ｗ ／ ＳＩ Ｉ
与 以太 网控 制器 Ｒ Ｌ ０ ９ Ｓ连接 ， Ｔ ８ １Ａ 目前 已广 泛 应用 于
仪 表 、 业生 产 中 的数 据 的 采集 与控 制 等 设 备 正 在逐 工 步走 向网络 化 ， 以共 享 互 联 网络 中庞 大 的 信 息 资 源 。 嵌 入式设 备 的 网络 化 开发有 着广 阔的前景 … 。 嵌 入式 以太 网终端 是嵌 入式设 备 网络 化 的 发展 方 向 。本 文 以 Ａ Ｍ 处 理 器 为 设 计 核 心 ， 用 １ Ｍ 以太 Ｒ 利 ０ 网芯 片 Ｒ Ｌ ０ ９ Ｓ建 立 Ｅｈ ｒｅ 网 络 连 接 。 软 件 设 Ｔ ８ １Ａ ｔｅｎ ｔ
基于TCP／IP协议的嵌入式以太网客户端的设计与实现
嵌入式微型 Ｗｅ ｂ服务器的研 究是 其重点 ， 相对而言， 对嵌入 式微型以太 网网络客户端的研究比较 少。 在低成本 的集成 Ｃ ２０ Ｐ２０ 以太网控制器的基 于 ＭＣ 一 核心的 ８位 Ｃ ０ １ ３０开发板上， Ｓ５１ ８５Ｆ４ 我们设计与实现 了常用的以太网网络终端测试仪最基本的
随着通信技术 、 计算机技术和 网络技术的迅猛 发展 ， 互
联 网的传输速度不断提升 ， 互联 网的拓扑结构也随之 日益复
Ｃ ０ １ 系 列微 控 制 器 （ Ｕ） 是 由美 国 Ｓｌ ｏ ８５Ｆ ＭＣ ｉｃ ｎ ｉ Ｌ ｂ ｒｔ ｉｓ公 司研发生产的一 系列集成的混合信号片上系 ａｏａ ｒ ｏｅ
计。
过 Ｃ Ｄ 引脚可 以对其进行非侵入式的全速在系统调试 。 ２ 在本嵌入 式系统 中，所采 用的 Ｃ ０ １３ ０ （ ８脚的 ８５ Ｆ ４ ４ Ｔ Ｆ Ｑ Ｐ封装） 具有 ４ ０个数字 Ｉ 引脚 ，当系统时钟频率为 ／ Ｏ ４ ＭＨｚ时 ，其蜂值运 算速度可达 ４ Ｐ ，这为在该系统 ８ ８ＭＩＳ 上设计和实现 比较复杂 的 Ｔ ＰＩ ｛议栈提 供了有利条件。 Ｃ／ 办 Ｐ
统 （ｏ 。 Ｓ Ｃ） Ｃ ０ １ 系 列 ＭＣ 集 成 了 一 个 完全 兼 容 ＭＣ 一 ８５Ｆ Ｕ Ｓ５ １指
杂。在接入互联网络的众多设备中，不仅包括大量的服务器
和个人计算机 ， 而且还包括使用数量更多、应用范围更广的
嵌 入 式 系统 设 备 ，例 如 网 络检 测 仪 、智能 家 电、智 能 仪 器 仪
Ｃ ２０ Ｐ２ ０
●———●
图 Ｉ 系统硬 件 设 计 图
１ Ｃ ０ １ ３ ０ 微 控 制 器 【】 ． ２ ８５Ｆ４ ｌ
太网物理层（ＨＹ 并完整兼容 １０１０ Ａ ＥＴ 网络 ，同 Ｐ ） ０ ／０ ０ Ｂ Ｓ — 时还支持 自动协商方式的双工／ 半双 工、 自动极性侦测与纠 正、自动冲突重传、自动填充与 Ｃ Ｃ 生成、支持广播与多 Ｒ
基于ARM平台的嵌入式TCP／IP协议栈的实现
１ 软硬 件 基 础
１ １ 硬 件 坏 境 ．
范 ， 以实 现 与 ３ 可 ２位 、 ６位 控 制 总 线 的无 缝 连 １ 接 ， 有 很 高 的 灵 活 性 。其 外 围 电 路 相 对 比较 具
Ａｂ ｔａ ｔ Ｃｏ ｉｉｇ ＡＲＭ ￥ Ｃ２ １ Ａ ｎ ｎ ｗ ｐ ｔｅ ｎ ０ １ ０ ａ ｔ— ｄ ｐ ｅ ｈ ｒ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌ ｒ ｓｒ ｃ ： ｍｂｎｎ ３ ４０ ａｄ ｅ ａｔ ｒ １ ／ ０ Ｍ ｕ ｏａ ａ ｔｄ Ｅｔ ｅ ｎ ｔ ｏ ｔｏ ｌ ｅ Ｌ ＡＮ９ Ｃ１ ．ｈ ｒ ｂｅ ｏ ｏ ｔ ｒ ｎ ｐａ ｔＴＣＰ Ｉ ｔｃ ｗＩ ａ ｅ ｎ ｅ ｅ ｄ ｄ ｒａ—ｉ ｐ ｒ １ ｔ ｅｐ ｏ ｌｍ ｆｈ ｗ ｏｔａ ｓ ｌｎ １ ｌ ／ Ｐ ｓａ ｋ Ｌ Ｐ ｂ ｓ ｄｏ ｍｂ ｄ ｅ ｅ ｌ ｍｅｏ ｅ — ｔ
和功 耗 敏 感 的 应 用 。 同 时 它 采 用 了 ＡＲＭ９ ０ ２Ｔ
收 稿 日期 ： ０ ８ １ —０ ２０～ ０ ５
作者 简 介 ： 欢 （９ １ ， ， 梅 １８ 一） 女 河北 石 家 庄 人 ， 究 实 习 员 ， 研 主要 从 事 计 算 机 应 用 等 方 面 的研 究
理器和 Ｌ ＡＮ９ Ｃ１ １以 太 网 控 制 器 ， 因 为 ① １ １ 是 Ｓ Ｃ ４Ｏ ３ ２ １ Ａ是一 款 具 有很 高 性 价 比 、 性 能 的微 高
控制 器 ， 合于手持 设备 等领域 的芯 片 ， 的低功 适 它 耗 、 简和 出色 的全 静态 设 计特 别 适 用 于对 成 本 精
简单 。 １ ２ 软 件 平 台 ．
一种嵌入式TCP／IP协议栈的设计与实现
Ｔ Ｐ Ｐ是几 百 种 网络 协 议 的集 合 。 用 计 算机 系统 有 足 够 的 Ｃ￣ 通
资 源 支持 通 信 协 议 在 内核 实 现 ， 此 完 整 的 Ｔ Ｐ Ｐ协 议 栈 （ 图 因 Ｃ￣ 如
１ 能够 在 数 据 传 输 的 可靠 性 和 数 据 流 量 的控 制 上 做 很 多 工作 。 ）
面。
（１ 无 关 于 系统 功 能 的协 议 削减 掉 。 即保 留必 需 的协 议 ， １ 将 而 对 其 它 无 关 协 议 进行 裁 剪 。 （１ 单 独 的 协议 进 行 简 化 。例 如 完 整 的 Ａ Ｐ协 议 支 持 以 太 ２对 Ｒ 网 、 牌 环 等 网 络 ． 是 嵌 入 式 系 统 可 能 是 面 向 于 某 ～ 具 体 类 型 令 但 网络 的 ， 于其 他 的部 分 就 可 以简 化 掉 。 对
通 过 Ｒ 一 ３ 或 Ｒ 一 ８ 等 间接 接 入 ．也 可 以通 过 网络 协议 直 接 Ｓ２２ Ｓ４ ５
提 下尽 可能 精 简 。 Ｔ Ｐ Ｐ协 议 栈 具 有 层 次 特 性 ．各 个 协 议 都 有 自己 的 数 据 格 Ｃ￣ 式 ， 次 发 送 数 据 都 要 进 行 上 下 层 协 议 的 数 据 交 换 ， 行 打 包 和 每 进
较 复 杂 。 由于 硬 件 平 台 的 差 别 ， 些 协 议 站 无 法 直 接 应 用 于 嵌 入 这
式 系统 ． 主要 表 现 在 以下 三 个 方 面 ： （１ 入 式 操 作 系 统 都 面 向特 定 的 领 域 和 需 求 ， 入 式应 用对 １ 嵌 嵌 实 时性 要 求 比较 高 。 ｆ１ 任 务 操 作 系 统 的 内 存 分 配 是 动 态 的 ， 是 在嵌 入 式 系统 ２多 但 中 片 Ｒ Ｍ 是 静 态 分 配 的 ，用 于存 放 收 到 的数 据包 的 的 空 间很 有 Ａ
嵌入式TCP／IP协议栈在DSP上的实现
发 同时达 到 １ ｂ ： ０Ｍｐ ｓ 支持 Ｂ Ｃ、 Ｕ 、 Ｔ 介质 。 Ｎ Ａ ＩＵ Ｐ 它实 现 了互 联 网媒 质 访 问层 （ Ｃ） 物 理 层 的 全 部 功 ＭＡ 和 能 。 Ｔ ８ １ Ａ 通 过Ｃ Ｒ Ｌ０９ Ｓ Ｒ寄存器 中Ｐ ０ Ｓ 位将 寄存 Ｓ 和Ｐ Ｉ
司的Ｒ Ｌ ０ ９ Ｓ Ｔ ８ １Ａ 网卡 的硬 件接 口电 路 ，利 用Ｄ Ｐ Ｓ 控 制互 联 网 网卡控 制器进 行 数据 传输 ，嵌 入Ｔ ＰＩ 协 Ｃ／ Ｐ
议连 接 到互联 网。
Ａ Ｐ 议 、 ＭＰ 议 、 Ｄ 协议 或 者Ｔ Ｐ Ｒ协 Ｉ Ｃ 协 Ｕ Ｐ Ｃ 协议 。
２ 硬 件 设 计
关键词
Ｄ Ｐ 嵌入式 Ｓ
Ｔ Ｍ Ｐ Ｒ Ｌ０ ９ Ｓ Ｃ Ｔ ８ １Ａ
中图法分类号
Ｔ ９ ５ ４ Ｔ ７ ； 文献 标识 码 Ｎ １ ． Ｍ ８ ０
Ａ
随着 嵌 入 式 系 统 应 用 范 围 的 不 断 扩 展 和 网络
表 １ Ｔ ／ 互联 网协 议 ＣＰ Ｉ Ｐ
层 应 用层 主要 协 议
极 高性 价 比 的通 信及 控制 领域 的芯 片 。 互 联 网 控 制 芯 片 采 用 了 Ｒ ａｅ ｅ ｈ ｋ公 司 的
Ｒ Ｌ ０ ９ Ｓ 其 支持 Ｅｈ ｒｅ ２ Ｅ Ｅ ０ ．标 准 ， Ｔ ８ １Ａ ． ｔｅｎｔ 和Ｉ Ｅ ８ ２３ 支 持 ８１ 位 数据 总线 ； ／６ 内置１ 字 的Ｓ Ａ 全 双工 ， ６Ｋ Ｒ Ｍ： 收
例 如 具 有 远 程 抄 表 功 能 的 电表 、 表 系统 、 动 电 水 移 话、 家用 电器 、 汽车等 。Ｔ ＰＩ协 议是 被 广泛 支持 的 Ｃ／ Ｐ
一
传输 层
嵌入式TCP／IP协议栈多线程应用的实现
Ｉ ｐ ｅ ｅ ａ ｉ ｎ ｏ ｂ・ ｄ ｄ ＴＣＰ Ｉ ｍ ｌ ｍ ｎｔ ｔｏ ｆ Ｅｍ ｅ ｅ ｄ ／Ｐ
ｆ ｒＭ ｕ ｔ－ｈ ｅ ｄ Ａｐ ｌ ａ ｉ ｎ ｏ ｌｉｔ ｒ ａ ｐ ｉ ｔｏ ｃ
ＢＡＩ ｉ ｎ Ｗ Ｕ ａ ｔ ｉ Ｒｕ ｌ ． ｉ Ｇｕ ￣ｇ ｎ ｌ
在实时内核Ｆ ／ ＳＩ与 ３ 位 Ａ Ｍ７ Ｃ ｒ 的软硬 件平 台 卜 Ｃ Ｏ Ｉ ２ Ｒ ｏｅ ，以巾问件 模式实现 ，嵌入式 Ｔ ＰＩ Ｃ／ Ｐ协议栈 。通过 行理 构建 嵌入式 Ｈ Ｔ Ｔ Ｐ服务 端实现架构 ， 立了系统资源复 用机制 ，支持 了多线程实阿 应 用。实验结果表 日 ，基于 软硬件 台模式 开发的嵌入式 Ｗｅ 服务器 ，实现了 建 ｌ 『 Ｊ ｊ ｂ 复杂系统基于 ｌ ｅ ｅ 的数据服务功能 ，系统 可靠性高、资源消耗低 、吱 时性拍 ，是 种可行 的设计方案 。 ｎｒ ｔ ｔｎ ｌ 关健词 ：平台；ｇ ／ Ｓ 【 Ｒ Ｔ ＰＩ ；多线程 ；嵌入式 Ｗｅ Ｃ Ｏ 一 ；Ａ Ｍ； Ｃ ／ ｌ Ｐ ｂ
ｆ ｓａ ｃ ｎｅ ｆ ｎｒ ｌ ｉｎ ｅａ ｄＥｎ ｉｅ ｒｎ 、 ｏ ｔｅ ｎＹａ ｇｔｅＵｎ＿ｅ ｓｔ， ｕ ｉ ４ ２ Ｒｅ ｅ ｒｈＣｅ ｔｒｏ Ｃｏ ｔｏ ｅ ｃ ｎ ｇｎ ｅ ｉｇ Ｓ ｕ ｈ ｒ ｎ ｚ Ｓｃ ｖ ｒｉ Ｗ ｘ ０１ ） ｙ ２ｌ
TCP／IP协议在嵌入式产品中的实现
第ｌ ９卷第 ３期 ２０ ０ ６年 ６月
常 ７ １ １工 学 院 学 报
Ｊ ｕ ａ ｆＣｈ ｎｇ ｈｏ ｎ ｔ ｕ ｅ ｏ ｃ ｎｏ ｏ ｙ ｏ ｍ ｌ ｏ ａ ｚ ｕ Ｉ ｓｉ ｔ ｆＴｅ ｈ ｌ ｇ ｔ
ＶＯ１ １ Ｎｏ． ．９ ３ Ｊ ｎ． ｏ ６ ｕ ２ｏ
关键 词 ： ； 嵌入 式操 作 系统 ； Ｃ ／Ｐ Ｔ Ｐ Ｉ
中图分 类号 ： Ｐ １ ． Ｔ ３６ ８
文献 标识 码 ： Ａ
文 章编 号 ：６ １— ４ ６ ２０ ０ —０ ３ ０ １ ７ ０ ３ （０ ６） ３ ０ ４— ４
Ｏ 引言
在工业 环境 中存在 各 种监控 设备 、 测仪 表等 终端设 备 ， 检 导致参 数设 置 复杂 、 管理麻 烦 等 问题 ， 对 针
这种情况设计了通信集 中器这种嵌入式产 品， 整个管理系统如图 ｌ 所示 。
整个 管 理 系 统 以 Ｐ Ｃ机 为 核心 ， 为 一 级 作 网管 ， 可 以管理 多 台通信 集 中器 。集 中器 是 它
二级 网管 ， 机和集 中器 之 间通 过 以太 网 口通 Ｃ Ｐ
信 ， 用 Ｔ Ｐ Ｉ 议 ， 同 集 中器 的 地 址 采 Ｃ ／Ｐ协 不 不 同。 图 １中的终端 为各 种检测 仪表 等终 端设 备 ， 中器 和 终 端 之 间采 用 Ｒ ４ ５口通 信 ， 集 Ｓ８ 一 台集 中器最 多 可 以管 理 ６ ４台终 端 。文 章 主 要 介绍 了这一 种基 于 Ａ Ｍ 的通 信 集 中器 软 硬 件 Ｒ 设 计 ， 为详 细 的叙 述 了 Ｔ Ｐ Ｉ 议 在 本 产 较 Ｃ ／Ｐ协
Ｐ ＷＭ 、１ 通用 ＩＯ 口、 ７个 ／ ／ ８个外部 中断源 、 时时钟 、 道 ｌ 实 ８通 ０位 Ａ ＤＣ等 。 Ｓ Ｃ ４ Ｏ 的地 址 空 间具 有 ８个存 储体 ， ３ ４Ｂ Ｘ 每个 存储 体可 达 ３ ２ＭＢ， 共可达 ２６ＭＢ， 所有 存储 体 总 ５ 对 的访 问大 小 均 可 进 行 改 变 （ ８位／６位／ ２位 ） １ ３ 。８个 存 储 体 中 ， ａｋ Ｂ ｎ０～Ｂ ｎ５可 支 持 Ｒ Ｍ 、Ｒ ａｋ Ｏ Ｓ ＡＭ ，
嵌入式TCP／IP的优化设计与硬件实现
优 化 设 计 硬 件 实现
随着 计 算 机 网络 技 术 和 电 子 信 息 技 术 的 迅 猛 发 展 ，
被 应 答 的 Ｔ Ｐ包 。 如 果 在 规 定 时 间 内 未 被 应 答 ， 重 发 Ｃ 则
Ｉｔｒｅ 的使用越来越普 及， ｎｅｎｔ 信息家 电和智能 仪 表等能 够
接 入 Ｉ ｔｒ ｅ ｎ ｅｎ ｔ的非 Ｐ Ｃ设 备 越 来 越 多 ， 各 类 电 子 设 备 接 将
图 １ 嵌入式 Ｔ ＰＩ Ｏ ／Ｐ系统 结 构
图 ２ Ｃ Ｕ中 Ｔ Ｐ Ｉ 存 放 方 式 Ｐ Ｃ ／Ｐ的
１２ ｊ 诗一．甚入工鑫 鼻棚 ，童 Ｌ ．
维普资讯
Ｔ Ｉ ＡＬＤｉ ＯＰ Ｃ Ｓｃｕｓｓ
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Ｉ 墅迨鲨Ｉ
２ 嵌 入 式 Ｔ Ｐ Ｉ 优 化 设计 Ｏ ／Ｐ的
Ｔ ／Ｐ一般 采 用 Ｃ语 言 或 混 合 汇 编 。使 用 可 重 入 ＣＰ Ｉ 函数 和 …般 指 针 （ ｅ ｅ ｉ ｐ ｉｔｒ 使 得 程 序 代 码 增 大 ， ｇ ｎ ｒ ｏｎｅ ） ｃ 运
仵定时 中断 中将 ｂ ｉ ｒ ｕ 设 置为真 。应用 层在 程序流 ＴｍｅＯ ｔ 程 中反复查询 ｂ ｉ ｒ ｕ 是否为真 ， Ｔ ｍｅＯ ｔ 若为真则调用 Ｔｍｅ ｉ ｒ
该 Ｔ Ｐ包 ； Ｃ 被应答 以后释放 。为了减 小 ＲＡ 的使用 量 ， Ｍ
当数 据 包 需 要 重 新 发 送 时 ， 果 能 够 重 新 产 生 数 据 包 所 需 如
人 Ｉｔ ｎ ｔ ｎｅ ｅ 的需 求 也 越 来 越 大 。 ｒ 电子 设 备 接 人 Ｉｔ ｎ ｔ 多 种 解 决 方 案 ： ５ 系 列 ｎｅ ｅ 有 ｒ 在 １ 单 片 机 上 运 行 经 过 裁 剪 的 Ｔ Ｐ Ｉ 协 议 栈 ； 用 一 些 Ｃ ／Ｐ 使
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嵌入式ＴＣＰ／ＩＰ网络通信协议的实现
作者：龚峰文王剑
来源：《硅谷》2008年第24期
[摘要]TCP/IP已成为网络互联的标准，并成为支持Internet/Intranet的协议标准。
就是针对当前流行的TCP/IP网络通信协议的实现进行具体的研究和探讨。
[关键词]TCP/IP协议 Internet 网络通信
中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2008）1220053－01
Internet已经发展得更加商业化，更加面向消费者，尽管基本目的发生了改变，但其最初的质量标准（也就是开放式、抗毁性和可靠性）依然是必需的。
这些特性包括可靠传输数据、自动检测、避免网络发生错误等。
更重要的就是TCP/IP是一个开放式的通信协议，开放性就意味着在任何组合间，不管这些设备的物理特征有多大差异，都可以进行通信。
一、标准TCP/IP协议
如同OSI参考模型一样，TCP/IP也是一种分层模型。
与OSI参考模型不同的是，TCP/IP 参考模型更侧重于互联设备间的数据传送，而不是严格的功能层次划分。
TCP/IP通过解释功能层次分布的重要性来做到这一点，但它仍为设计者具体实现协议留下很大的余地。
因此，OSI参考模型适用于解释互联网络的通信机制，而TCP/IP更适合做互联网络协议的市场标准。
TCP/IP协议是一套把因特网上的各种系统互联起来的协议组，可以保证因特网上数据准确又快速地传输。
TCP/IP协议是一个很大的协议族，通常表示为一个简化的四层模型。
这四层分别是应用层、传输层、网络层和链路层。
二、IP协议的实现
IP是TCP/IP协议中最为核心的协议。
所有的数据都以IP数据报格式传输。
IP协议可以实现无连接数据报传送、数据报路由选择和差错控制的功能。
在本课题中，由于单片机资源有限，结合实际需要只实现了IP数据报传送和接收，没有实现路由选择算法和差错控制，同时也不支持IP数据报的分片和重组。
IP协议主要通过IP接收函数和IP发送函数两个函数实现。
（一）IP发送函数
voidip_send对来自上层的数据，按照IP数据报的结构构造数据报。
通过调用ARP处理程序解析对应IP的物理地址。
若返回NULL值，则将数据存入一个已定义的结构体WAITE中，并发送ARP请求。
若返回对应IP的物理地址，则将数据交给底层以太网驱动程序处理。
（二）IP接收函数
Voidiprcve（UCHARxdata*inbuf）单片机收到数据包之后，应先对数据包的类型进行判断。
如果是IP数据报，则调用该程序。
接着再判断其数据域中所使用的协议类型，是ICMP 协议调用ICMP处理子程序，是UDP协议调用UDP处理子程序，是TCP协议调用TCP处理子程序，其它返回。
程序流程图如图1所示：
在大多数TCP/IP协议中采用的差错检验方法是校验和，校验和是在分组上附加的信息。
校验和能够防止分组在传输时所受到的损伤。
在发送端先计算检验和并将得到的结果与分组一起发送过去。
接收端对包括校验和的整个分组重复进行同样的计算。
若得到的结果正确则接收此分组，否则就将其丢弃。
发送端和接收端的校验和计算方法分别如下：
①发送端按以下步骤产生校验和；
②接收端按以下步骤产生校验和。
三、TCP协议的实现
TCP协议的实现是整个TCP/IP协议栈中最复杂的一个。
TCP协议是面向连接的、端对端的可靠通信协议。
TCP采取了很多机制来保证它的可靠性，比如TCP连接的建立与关闭机制、超时重传机制、数据包确认机制、流量控制机制等等。
在嵌入式系统中实现TCP协议所要做的就是实现这些机制，当然要在不影响协议栈功能的前提下适当做一下简化。
当一个TCP连接顺利建立起来后，TCP连接的双方可以互相传递数据了。
TCP的可靠传输是靠确认机制来实现的，也就是每发送一个数据包后，只有接收到对方发送确认包后，才能确定该数据包已经成功发送，否则就要重发。
TCP的流量控制是为了协调通信双方的收发速率不均衡而设计的。
远端的客户机一般是通用计算机，相对与本地的嵌入式WebServer来说运行速度要快得多。
因此，当远端快的发送方向本地慢的接收方发送数据的时候，如果发送速度很快，则会导致本端来不及处理，甚至导致死机。
TCP连接建立时，双方会利用TCP首部中的Window窗口字段通报双方的可用窗口。
实际上，接收方通报的窗口大小是根据其接收缓存的大小而定，考虑到本系统在使用TCP协议时，只设置了一个中等IP包大小接收缓存，因此接收窗口设为1024。
同时，每次接收包的ACK确认时，窗口大小不再动态改变，恒定设置为1024。
这样远端主机就会以较慢的传输速率与本端的WebServer进行通信。
四、结论
本文主要针对目前流行的TCP/IP网络通信协议的实现进行研究和探索，由于时间仓促，加上本人对该领域的研究才刚刚起步，所以还存在一些问题值得进一步研究探讨，主要有：
1．对于TCP/IP协议，时间的控制非常重要。
包括TCP的超时重传，TCP状态的保活等。
如果时间处理不当，将影响整个系统的通讯性能。
2．如何进一步实现TCP/IP对于多点通信以及完整协议栈的实现还有待于进一步研究。
3．IPv6作为下一代互联网的核心协议，能够提供几乎无限的地址空间，从根本上克服了IPv4中地址空间不足的问题。
因此，下一步可增加对IPv6协议的研究与实现。
参考文献：
[1]胡海，嵌入式TCP/IP协议栈研究与实现[D]，西南交通大学，2006.8.
[2]吴艳光，嵌入式TCP/IP协议栈设计方法的研究[D]，太原理工大学，2006.2.。