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摘要：tcp/ip協(xié)議棧大規(guī)模集成電路s7600a的結(jié)構(gòu)、功能、硬件接口和應(yīng)用程序接口；介紹一個(gè)基于實(shí)時(shí)任務(wù)操作系統(tǒng)μs/os的s7600a應(yīng)用方案，此方案實(shí)現(xiàn)了嵌入式系統(tǒng)的internet接入。 隨著電子設(shè)備智能化要求的提高和各種功能強(qiáng)大的微處理器的推出，嵌入式系統(tǒng)逐漸成為許多電子設(shè)備不可缺少的一部分，并處在前所未有的發(fā)展期；而互聯(lián)網(wǎng)概念的深入人心更為嵌入式系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合提出了要求。嵌入式系統(tǒng)接入internet以后，不僅實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的遠(yuǎn)程控制、維護(hù)和升級(jí)，而且從另外一層意義上講，接入internet的設(shè)備已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)共享資源的一部分?？梢哉f(shuō)這是自電子設(shè)備智能化以來(lái)設(shè)計(jì)思想的又一次飛躍。 同時(shí)，軟件協(xié)議棧的引入無(wú)疑要占用更多的系統(tǒng)資源，對(duì)于嵌入式系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是很可觀的。s7600a tcp/ip硬件協(xié)議棧芯片很好地解決了資源和成本有限的嵌入式系統(tǒng)的internet接入問(wèn)題。 入式系統(tǒng)是面向用戶、面向產(chǎn)品、面向應(yīng)用的，它必須與具體應(yīng)用相結(jié)合才會(huì)具有生命力、才更具有優(yōu)勢(shì)。因此可以這樣理解上述三個(gè)面向的含義，即嵌入式系統(tǒng)是與應(yīng)用緊密結(jié)合的，它具有很強(qiáng)的專用性，必須結(jié)合實(shí)際系統(tǒng)需求進(jìn)行合理
p網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議。該協(xié)議的解決方案總體上可分為兩大類。第一類是直接在嵌入式設(shè)備上實(shí)現(xiàn)tcp／ip，使之直接連上internet。這實(shí)質(zhì)上是由mcu及內(nèi)部固化tcp／ip協(xié)議的芯片組成應(yīng)用系統(tǒng)的核心，mcu可以直接撥號(hào)上網(wǎng)，這種方法的硬件電路相對(duì)簡(jiǎn)單，也不需要中間環(huán)節(jié)的支持。但是由于使用了tcp／ip協(xié)議芯片，因此需要大容量的程序存儲(chǔ)器，而且要求mcu有較高的運(yùn)行速度。同時(shí)，應(yīng)用程序設(shè)計(jì)師還必須熟悉tcp／ip協(xié)議，且軟件設(shè)計(jì)復(fù)雜，工作量大。目前，此方案的典型代表有sx-stack、sciko公司的s7600a芯片；第二類是使嵌入式設(shè)備經(jīng)過(guò)通信轉(zhuǎn)換后，再通過(guò)公用的tcp／ip轉(zhuǎn)接口(網(wǎng)關(guān)gateway)與intemet相連。目前有以下幾種方式： (1)通過(guò)使用獨(dú)立于微控制器mcu的專用的網(wǎng)絡(luò)接口芯片來(lái)完成單片機(jī)與網(wǎng)關(guān)間的協(xié)議轉(zhuǎn)換，并以此作為鏈接到internet的橋梁。例如韓國(guó)wiznet公司的w5100芯片； (2)用單片機(jī)控制以太網(wǎng)網(wǎng)卡進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，此時(shí)必須加載tcp／ip協(xié)議到單片機(jī)中； (3)用代理協(xié)議來(lái)完成與網(wǎng)關(guān)間的協(xié)議轉(zhuǎn)換。 本設(shè)計(jì)采用獨(dú)立于微控制器mcu的專用網(wǎng)絡(luò)
聯(lián)網(wǎng)的時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨. 據(jù)網(wǎng)絡(luò)專家預(yù)測(cè),將來(lái)在互聯(lián)網(wǎng)上傳輸?shù)男畔⒅?有70%來(lái)自小型嵌入式系統(tǒng). 因此,對(duì)嵌入式系統(tǒng)接入internet網(wǎng)絡(luò)的研究是有必要的. 目前有兩種方法可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)系統(tǒng)接入internet.一種方法是利用nic(網(wǎng)絡(luò)控制/ 網(wǎng)卡) 實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接口,由單片機(jī)來(lái)提供所需的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議. 另外一種方法是利用具有網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧結(jié)構(gòu)的芯片和phy(物理層的接收器) 來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接口,主控制器只負(fù)責(zé)往協(xié)議棧結(jié)構(gòu)芯片的某個(gè)寄存器里放上適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù). 美國(guó)seiko instrument 公司生產(chǎn)的s7600a 就是具有這種結(jié)構(gòu)的芯片. 與此同時(shí),用fpga實(shí)現(xiàn)單片機(jī)系統(tǒng)接入internet的方法也日益受到人們的重視. fpga是現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列的縮寫,是近年來(lái)發(fā)展迅速的大規(guī)?？删幊唐骷?具有密度高,速度快,功耗小、使用方便等特點(diǎn) ,在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用. 以mcu 為核心,采用fpga 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)外圍電路,不僅可以使設(shè)計(jì)的電子產(chǎn)品小型化、集成化和實(shí)現(xiàn)高可靠性,還大大縮短了設(shè)計(jì)周期,減少了設(shè)計(jì)費(fèi)用,降低了設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn). 本文提出采用fpga實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧,著重介紹以太網(wǎng)mac 子層協(xié)議的硬
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