基于ARM的嵌入式TCP／IP協議的實現

3 系統軟件設計
該TCP／IP網絡通信系統為了具有較好的實時性和穩定性，采用μC／OS一Ⅱ設計系統軟件。在μC／OS一Ⅱ平臺上，軟件設計工作主要包括：μC／OS一Ⅱ在LPC2210上的移植和TCP／IP協議在μC／OS一Ⅱ上的實現以及系統應用程序的編寫。μC／OS一Ⅱ的移植工作主要集中在下面幾個文件中：OS_CPU．H，OS_CPU_A．ASM，OS_CPU_C．C。另外，在INCLUDES．H中必須包括LPC2210文件LPC2210．H；OS_CFG．H用于系統應用μC／OS一Ⅱ中的初始化配置。OS_CPU．H主要包括一些與處理器和編譯器相關的常量和類型定義等，而且需注意LPC2210的堆棧方向是由高到低，用OS_STK_GROWTH來設置堆棧的增長方向。因此將OS_STK_GROWTH設為1。OS_CPU_A．ASM中需編寫4個匯編語言函數：OS_TASK_SW()，OS_IntCtxSw()，OSStartHighRdy()和OSTieklSR()。

以太網鏈路層遵循的IEEE802．3協議的CSMA／CD和CRC校驗等功能由網絡控制芯片Rtl8019AS完成，LPC2210芯片則完成其他TCP／IP協議的解釋和執行。LPC2210控制RTL8019AS完成通信任務時，首先要對RTL8019AS復位，并對RTL8019As的寄存器進行初始化，確定發送和接收的條件，然后才能發送數據或接收數據。當一幀數據發送結束、接收到1幀數據或出錯等事件發生時，RTL8019As向LPC2210申請中斷，LPC2210響應中斷后根據中斷狀態寄存器的內容進行相應的處理。
在LPC2210內部，ARM程序完成對數據的打包解包。系統復位后，系統首先發送ARP請求，建立地址映射，并內部中斷進行定時更新。ARM芯片根據情況將采集或收集到數據按照TCP協議或UDP協議格式打包，送入網卡芯片，由網卡芯片將數據輸出到局域網中。ARM芯片對數據報進行分析，如果是ARP(物理地址解析)數據包，則程序轉入ARP處理程序。如果是IP數據包則進一步判斷是哪個協議向IP傳送數據。如果是ICMP協議，判斷是否為Ping請求，是則應答，不是丟棄該數據包；如果是TCP或UDP協議，且端口正確則按相應的協議處理數據，端口不正確丟棄數據包。TCP／IP系統框圖如圖3所示。

TCP／IP在μC／OS一Ⅱ上的設計結束后，剩下的工作就是編寫應用程序。將系統劃分成若干個任務，每個任務對應一個獨立的無限循環的主程序，完成一個特定的功能。為簡化設計，應用程序采用靜態優先級，即應用程序在執行的過程中各個任務優先級保持不變。

4 結 語
基于ARM的嵌入式TCP／IP協議的設計方案，論述了軟、硬件的設計方法和協議的選擇。該設計方案在硬件實現上簡潔可靠；軟件實現上可維護性好；可擴展性好，有利于系統的后續開發，降低了系統設計的復雜性。實驗證明該方案可行性強，可以直接把系統的處理數據送到以太網上傳輸。可以看出，ARM和嵌入式TCP／IP協議將會得到更大的發展和更廣闊的應用。