嵌入式微处理器第五章
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❖ 通过TCP/IP与基础设施连接十分简单 嵌入式微处理器第五章
嵌入式TCP/IP协议栈适用的范围
❖ 在商业系统，利用它来进行远程监视服务很 有意思
❖ 嵌入式TCP/IP的最大优越性也许在于它可以 使得嵌入式电子装置支持嵌入式的万维网服 务器
❖ 嵌入式TCP/IP的主要用途是进行远程监测
Leabharlann Baidu
❖ 万维网服务器还可以对一个电子装置进行远
❖ 而客户端是一种主动打开，它发送连接请求 以建立连接。
嵌入式微处理器第五章
TCP连接断开
❖ 断开连接有两种方式：一是主动断开连接；另一是 被动断开连接
❖ 被动断开连接的处理较为简单，但标准ＴＣＰ协议 的主动断开连接的状态机部分过于复杂。
❖ 经过实验发现，在需要主动断开连接的时候，发送 一个Ｆｉｎ数据报；接收到对Ｆｉｎ数据报的确认 后，再发送一个Ｒｅｓｅｔ数据报，即可顺利完成 一次主动断开连接。
装置进行重大更改嵌入等式微处等理器第五章
无线通讯介绍
❖ 现在无线电技术已经非常成熟，已经在各种 场合得到非常广泛的应用，而嵌入式系统中 无线通讯更是随处可见。
❖ 首先我们将概要介绍无线传输。所有的无线 通讯都是基于无限传输的。
❖ 然后是无线局域网（Wireless Local Area Networks）和移动通讯。
其它协议
❖ ＡＲＰ协议为３２位ＩＰ地址到对应的４８位以太 网地址之间提供动态映射。
❖ 嵌入式系统中仅响应ＡＲＰ请求，发送ＡＲＰ回答 包。
❖ 请求者广播出包含ＡＲＰ请求的以太帧、目的以太 网地址为全１的广播地址。本机收到后，由目的Ｉ Ｐ地址发现自己是目的主机，发送一个ＡＲＰ回答。
❖ ＩＣＭＰ通过ＩＰ协议传输其报文。ＩＰ协议是无 连接的，它无法将报文和错误信息传到最初的主机， ＩＣＭＰ将状态信息和错误信息发送到发报文的主 机。
❖ 因为移动手持设备市场前景广阔，我们将重 点介绍移动通讯的嵌入现式微处状理器及第五发章 展趋势。
无线传输
❖ 无线传输的媒介是电磁波，所有的信号都以 电磁波的方式被发送和接收
❖ 用来进行无线传输的电磁波波谱一般从无线 电波(radio)开始到可见光部分
❖ 无线电波因为频率不是很高，较容易产生， 可以远距离传输，并能够较容易地穿透和绕 过障碍物线电波的传播是如水波似的扩散型 的
也可以选用DSP为基础的TCP／IP协议栈
嵌入式微处理器第五章
采用方法选择
❖ 根据所设计的电子装置的实际情况来决定 ❖ 使用硬件功能如何？ ❖ 打算如何来实现和互联网的连接？ ❖ 需要发送和接收那些种类的信息？ ❖ 将软件或硬件芯片整合到所设计的电子装置
中去，有没有困难？ ❖ 增加一个协议栈，是否需要对所设计的电子
❖ 无线电波的特性跟嵌入它式微处的理器频第五率章 有关
无线局域网
❖ 无线局域网可以有两种组织方式：
一种是以一个基站（base station）为中心，所 有的移动设备都连接到这个基站上去，因此基站 也称为接入点（access point）；
另一种是没有基站，移动设备之间相互连接组成 局域网
嵌入式微处理器第五章
网络通讯
嵌入式微处理器第五章
TCP/IP协议简介
❖ TCP/IP协议是一套把因特网上的各种系统互 连起来的协议组，保证因特网上数据的准确 快速传输
❖ 参考开放系统互连(OSI)模型，TCP/IP通常采 用一种简化的四层模型 ：
应用层
传输层
网络层
链路层
嵌入式微处理器第五章
ＴＣＰ协议的实现
❖ ＴＣＰ协议是面向连接的、端对端的可靠通 信协议。
❖ 标准的ＴＣＰ协议使用慢启动的滑动窗口机制 嵌入式微处理器第五章
ＩＰ协议
❖ ＩＰ协议是ＴＣＰ／ＩＰ的基础 ❖ 为不同网络的主机之间发送数据报的操作序
列提供无连接服务 ❖ 通过在数据报前添加ＩＰ协议头，使每个数
据报具有寻址能力。 ❖ 嵌入式系统只把ＩＰ作为传输工具，进行简
化以完成主要的操作
嵌入式微处理器第五章
程配置
嵌入式微处理器第五章
存在的局限
❖ 首先嵌入式栈是建在专用的软插座API之上的 ❖ 提供可靠传输，占用了大量的资源 ❖ 体积太大，许多场合不适用
嵌入式微处理器第五章
实施的方法
❖ 采用软件的方式 ❖ 硬件方法
采用iReady的芯片或芯核，虽然使用的是4位微 处理器也能够和互联网实现直接连接
❖ DSP方法
❖ 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复杂
❖ ＴＣＰ协议数据传输可分为三个阶段：建立 连接、传输数据和断开连接。
❖ 它的实现过程可以用状态机来描述。
嵌入式微处理器第五章
TCP连接建立
❖ 建立连接有两种方法，即主动打开和被动打 开
❖ 服务器端是一种被动打开，它一直在侦听连 接请求
嵌入式微处理器第五章
嵌入式TCP/IP协议栈应用前提
❖ 连接在互联网上的电子装置不一定比单独使 用的电子装置具有更高的智能功能，但连通 意味着提高智能化管理水平
❖ TCP/IP是一项应用广泛的标准，利用它可以 接通并控制电子装置，通过绝大多数传输媒 体几乎可以和运行在所有操作系统上的软件 进行通信
无线局域网的标准
❖ 无线局域网的标准802.11由IEEE制定 ❖ 第一个高速无限局域网是802.11a。1999年，IEEE 802.11a标准制定
完成，该标准规定无线局域网工作频段在5.15～5.825GHz，数据传 输速率达到54Mbps/72Mbps(Turbo)， 传输距离控制在10～100米 ❖ 999年9月IEEE 802.11b被正式批准该标准规定无线局域网工作频段 在2.4～2.4835GHz，数据传输速率达到11Mbps。 ❖ 2003年6月，IEEE推出最新版本IEEE 802.11g认证标准该标准提出拥 有IEEE 802.11a的传输速率，安全性较IEEE 802.11b好 ❖ IEEE 802.11e标准对无线局域网MAC层协议提出改进，以支持多媒 体传输，以支持所有无线局域网无线广播接口的服务质量保证QoS机 制。 IEEE 802.11f，定义访问节点之间的通信，支持IEEE 802.11的 接入点互操作协议（IAPP）。 IEEE 802.11h用于802.11a的频谱管理 技术。 ❖ IEEE 802.11i标准是结合IEEE 802.1x中的用户端口身份验证和设备 验证，对无线局域网 MAC层进行修改与整合，定义了严格的加密格 式和鉴权机制，以改善无线局域网的安全性。 ❖ 个人无线局域网（wireless personal area networks）标准802.15， 这就是蓝牙的技术标准 嵌入式微处理器第五章
嵌入式TCP/IP协议栈适用的范围
❖ 在商业系统，利用它来进行远程监视服务很 有意思
❖ 嵌入式TCP/IP的最大优越性也许在于它可以 使得嵌入式电子装置支持嵌入式的万维网服 务器
❖ 嵌入式TCP/IP的主要用途是进行远程监测
Leabharlann Baidu
❖ 万维网服务器还可以对一个电子装置进行远
❖ 而客户端是一种主动打开，它发送连接请求 以建立连接。
嵌入式微处理器第五章
TCP连接断开
❖ 断开连接有两种方式：一是主动断开连接；另一是 被动断开连接
❖ 被动断开连接的处理较为简单，但标准ＴＣＰ协议 的主动断开连接的状态机部分过于复杂。
❖ 经过实验发现，在需要主动断开连接的时候，发送 一个Ｆｉｎ数据报；接收到对Ｆｉｎ数据报的确认 后，再发送一个Ｒｅｓｅｔ数据报，即可顺利完成 一次主动断开连接。
装置进行重大更改嵌入等式微处等理器第五章
无线通讯介绍
❖ 现在无线电技术已经非常成熟，已经在各种 场合得到非常广泛的应用，而嵌入式系统中 无线通讯更是随处可见。
❖ 首先我们将概要介绍无线传输。所有的无线 通讯都是基于无限传输的。
❖ 然后是无线局域网（Wireless Local Area Networks）和移动通讯。
其它协议
❖ ＡＲＰ协议为３２位ＩＰ地址到对应的４８位以太 网地址之间提供动态映射。
❖ 嵌入式系统中仅响应ＡＲＰ请求，发送ＡＲＰ回答 包。
❖ 请求者广播出包含ＡＲＰ请求的以太帧、目的以太 网地址为全１的广播地址。本机收到后，由目的Ｉ Ｐ地址发现自己是目的主机，发送一个ＡＲＰ回答。
❖ ＩＣＭＰ通过ＩＰ协议传输其报文。ＩＰ协议是无 连接的，它无法将报文和错误信息传到最初的主机， ＩＣＭＰ将状态信息和错误信息发送到发报文的主 机。
❖ 因为移动手持设备市场前景广阔，我们将重 点介绍移动通讯的嵌入现式微处状理器及第五发章 展趋势。
无线传输
❖ 无线传输的媒介是电磁波，所有的信号都以 电磁波的方式被发送和接收
❖ 用来进行无线传输的电磁波波谱一般从无线 电波(radio)开始到可见光部分
❖ 无线电波因为频率不是很高，较容易产生， 可以远距离传输，并能够较容易地穿透和绕 过障碍物线电波的传播是如水波似的扩散型 的
也可以选用DSP为基础的TCP／IP协议栈
嵌入式微处理器第五章
采用方法选择
❖ 根据所设计的电子装置的实际情况来决定 ❖ 使用硬件功能如何？ ❖ 打算如何来实现和互联网的连接？ ❖ 需要发送和接收那些种类的信息？ ❖ 将软件或硬件芯片整合到所设计的电子装置
中去，有没有困难？ ❖ 增加一个协议栈，是否需要对所设计的电子
❖ 无线电波的特性跟嵌入它式微处的理器频第五率章 有关
无线局域网
❖ 无线局域网可以有两种组织方式：
一种是以一个基站（base station）为中心，所 有的移动设备都连接到这个基站上去，因此基站 也称为接入点（access point）；
另一种是没有基站，移动设备之间相互连接组成 局域网
嵌入式微处理器第五章
网络通讯
嵌入式微处理器第五章
TCP/IP协议简介
❖ TCP/IP协议是一套把因特网上的各种系统互 连起来的协议组，保证因特网上数据的准确 快速传输
❖ 参考开放系统互连(OSI)模型，TCP/IP通常采 用一种简化的四层模型 ：
应用层
传输层
网络层
链路层
嵌入式微处理器第五章
ＴＣＰ协议的实现
❖ ＴＣＰ协议是面向连接的、端对端的可靠通 信协议。
❖ 标准的ＴＣＰ协议使用慢启动的滑动窗口机制 嵌入式微处理器第五章
ＩＰ协议
❖ ＩＰ协议是ＴＣＰ／ＩＰ的基础 ❖ 为不同网络的主机之间发送数据报的操作序
列提供无连接服务 ❖ 通过在数据报前添加ＩＰ协议头，使每个数
据报具有寻址能力。 ❖ 嵌入式系统只把ＩＰ作为传输工具，进行简
化以完成主要的操作
嵌入式微处理器第五章
程配置
嵌入式微处理器第五章
存在的局限
❖ 首先嵌入式栈是建在专用的软插座API之上的 ❖ 提供可靠传输，占用了大量的资源 ❖ 体积太大，许多场合不适用
嵌入式微处理器第五章
实施的方法
❖ 采用软件的方式 ❖ 硬件方法
采用iReady的芯片或芯核，虽然使用的是4位微 处理器也能够和互联网实现直接连接
❖ DSP方法
❖ 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复杂
❖ ＴＣＰ协议数据传输可分为三个阶段：建立 连接、传输数据和断开连接。
❖ 它的实现过程可以用状态机来描述。
嵌入式微处理器第五章
TCP连接建立
❖ 建立连接有两种方法，即主动打开和被动打 开
❖ 服务器端是一种被动打开，它一直在侦听连 接请求
嵌入式微处理器第五章
嵌入式TCP/IP协议栈应用前提
❖ 连接在互联网上的电子装置不一定比单独使 用的电子装置具有更高的智能功能，但连通 意味着提高智能化管理水平
❖ TCP/IP是一项应用广泛的标准，利用它可以 接通并控制电子装置，通过绝大多数传输媒 体几乎可以和运行在所有操作系统上的软件 进行通信
无线局域网的标准
❖ 无线局域网的标准802.11由IEEE制定 ❖ 第一个高速无限局域网是802.11a。1999年，IEEE 802.11a标准制定
完成，该标准规定无线局域网工作频段在5.15～5.825GHz，数据传 输速率达到54Mbps/72Mbps(Turbo)， 传输距离控制在10～100米 ❖ 999年9月IEEE 802.11b被正式批准该标准规定无线局域网工作频段 在2.4～2.4835GHz，数据传输速率达到11Mbps。 ❖ 2003年6月，IEEE推出最新版本IEEE 802.11g认证标准该标准提出拥 有IEEE 802.11a的传输速率，安全性较IEEE 802.11b好 ❖ IEEE 802.11e标准对无线局域网MAC层协议提出改进，以支持多媒 体传输，以支持所有无线局域网无线广播接口的服务质量保证QoS机 制。 IEEE 802.11f，定义访问节点之间的通信，支持IEEE 802.11的 接入点互操作协议（IAPP）。 IEEE 802.11h用于802.11a的频谱管理 技术。 ❖ IEEE 802.11i标准是结合IEEE 802.1x中的用户端口身份验证和设备 验证，对无线局域网 MAC层进行修改与整合，定义了严格的加密格 式和鉴权机制，以改善无线局域网的安全性。 ❖ 个人无线局域网（wireless personal area networks）标准802.15， 这就是蓝牙的技术标准 嵌入式微处理器第五章