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基于μC/OS-Ⅱ的网络协议实现

2020-12-10阅读(467)

基于μC/OS-Ⅱ的网络协议实现

论文摘要

近年来，随着通讯技术，网络技术和半导体技术的飞速发展，嵌入式技术也取得了长足进步，并在工控，办公自动化等领域得到了广泛的应用。嵌入式技术以及应用已经对人类的生产生活产生了巨大的影响，并将在未来持续改变人类的活动方式。然而，孤立于网络的嵌入式系统已经不再适应当代的发展趋势。随着普适计算、数字家庭等新需求的提出，人们对于设备也相应的提出了更高的要求。除具备传统的计算、控制等功能，未来还需要将嵌入式系统连接到因特网，以便充分利用网络资源，实现更广范围的信息共享和提供更多类型的信息服务。可见，将嵌入式系统和网络通信技术相结合的研究具有重要的学术价值和经济价值。本文以嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ为基础，研究实施嵌入式系统前的一个必要的基础工作，即如何实现嵌入式操作系统在相关处理器平台上的移植。与此同时网络在当代人的生活中扮演着愈发重要的角色，嵌入式系统的网络通信也就成为嵌入式应用未来发展的方向，因此如何将嵌入式系统接入因特网是具有重要意义的研究课题。鉴于通过Modern进行网络连接是当下最为普遍的上网模式，若能在μC/OS-Ⅱ实时操作系统上设计一个PPP协议，以实现设备网络通信，将对课题的解决起到显著作用。PPP协议通过协议栈LwIP嵌入μC/OS-Ⅱ中，所以根据上述逻辑，在基于Cortex-M3内核的LM3S8962芯片的μC/OS-Ⅱ操作系统上，本文阐述了的PPP协议在LwIP协议栈的设计与实现。本文介绍了嵌入式系统的特点，并通过比较选择LM3S8962为本文硬件平台，并详细介绍了所应用到的部分重要接口电路；分析了实时操作系统μC/OS-Ⅱ的工作原理，在深入理解后，编写相应的移植文件，成功地将μC/OS-Ⅱ移植到LM3S8962芯片上，为PPP协议的设计与实现提供了系统软件开发平台。最后，重点介绍了该系统平台上PPP协议设计与实现的具体过程，基于LwIP协议栈，完成对main主模块，LCP模块，PAP模块，NCP模块和PPP模块等五个方面的设计与代码编写。通过测试，验证了ARM开发板的PPP协议的网络通信。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 课题的研究背景和意义
  • 1.2 嵌入式系统的特点
  • 1.3 国内外研究的现状
  • 1.4 嵌入式的发展
  • 1.5 嵌入式系统的应用前景
  • 1.6 本论文的研究内容和主要工作
  • 第二章 嵌入式硬件平台
  • 2.1 嵌入式硬件平台的选型
  • 2.2 LM3S8962 嵌入式微处理器
  • 2.2.1 LM3S8962 功能概述
  • 2.2.2 LM3S8962 的处理器内核
  • 2.3 系统硬件的总体方案
  • 2.4 LM3S8962 的主要部件的接口电路
  • 2.4.1 电源电路
  • 2.4.2 以太网接口电路
  • 2.4.3 CAN-bus 接口电路
  • 2.4.4 JTAG 接口电路
  • 本章小结
  • 第三章 μC/OS-Ⅱ 在 ARM 上的移植
  • 3.1 μC/OS-Ⅱ 实时操作系统简介
  • 3.1.1 实时系统的选择
  • 3.1.2 μC/OS-Ⅱ 实时操作系统简介
  • 3.2 μC/OS-Ⅱ 的内核结构分析
  • 3.2.1 临界区
  • 3.2.2 任务的状态
  • 3.3 μC/OS-Ⅱ 的移植
  • 3.3.1 μC/OS-Ⅱ 的移植条件
  • 3.3.2 μC/OS-Ⅱ 体系结构
  • CPU.H 文件的编写'>3.3.3 OSCPU.H 文件的编写
  • CPUC.C 文件的编写'>3.3.4 OSCPUC.C 文件的编写
  • CPUA.ASM 文件的编写'>3.3.5 OSCPUA.ASM 文件的编写
  • 3.4 μC/OS-Ⅱ 的移植的具体实现
  • 3.4.1 IAR EWARM 集成开发环境
  • 3.4.2 移植的具体实现
  • 本章小结
  • 第四章 PPP 协议的设计与实现
  • 4.1 TCP/IP 协议
  • 4.2 PPP 协议的概述
  • 4.2.1 PPP 协议的定义
  • 4.2.2 PPP 协议的基本格式
  • 4.2.3 PPP 协议的特点
  • 4.3 PPP 协议的工作原理
  • 4.4 PPP 协议的设计
  • 4.4.1 Main 主模块
  • 4.4.2 链路层协商模块（LCP）
  • 4.4.3 PPP 认证协商模块
  • 4.4.4 网络层协商模块（NCP）
  • 4.4.5 PPP 模块
  • 4.5 LwIP 的实现
  • 4.5.1 LwIP 协议栈简介
  • 4.5.2 LwIP 模块架构
  • 4.5.3 协议栈的进程模型
  • 4.5.4 LwIP 协议栈的内存管理
  • 4.5.5 LwIP 各个协议栈的实现
  • 4.6 LwIP 在μC/OS-Ⅱ 上的移植
  • 4.6.1 操作系统模拟层
  • 4.6.2 LwIP 接口设计及实现
  • 本章小结
  • 第五章 系统测试
  • 5.1 实时操作系统μC/OS-Ⅱ 的测试
  • 5.2 LwIP 移植到μC/OS-Ⅱ 平台后的性能测试
  • 本章小结
  • 第六章 总结与展望
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间发表的学术论文
  • 致谢

    • 相关论文文献

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    • [3].把脉四海九天——天脉嵌入式实时操作系统[J]. 上海信息化 2017(12)
    • [4].基于双线复合教学模式的“嵌入式实时操作系统”应用能力模块的研究[J]. 科教导刊(中旬刊) 2016(11)
    • [5].多核嵌入式实时操作系统测试方法[J]. 数字技术与应用 2017(02)
    • [6].基于多核实时操作系统的配置工具设计[J]. 计算机应用 2016(03)
    • [7].针对计算机嵌入式实时操作系统的工作分析[J]. 网络安全技术与应用 2015(02)
    • [8].基于嵌入式实时操作系统的分区技术研究[J]. 工业控制计算机 2015(05)
    • [9].对计算机嵌入式实时操作系统的研究及分析[J]. 科技创新与应用 2020(36)
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