基于ARM嵌入式系统的网络传输应用与研究

论文摘要

以嵌入式微处理器和嵌入式操作系统为核心的嵌入式技术,已在很多领域得到了广泛的应用。由于互联网的应用日益普及,信息共享的程度不断提高,传统的串行通讯和并行通讯方式的缺点日益凸出,嵌入式设备的网络化已经成为网络发展的必然趋势。Forrester Research的研究显示,到2010年,将有95%的连网设备不再是传统的计算机,而是带网络功能的嵌入式系统。本文根据在PC104系统下实现网络通信功能的成功案例,构建了基于ARM7微处理器和uCLinux操作系统的实验平台,完成了网络接口设计,并实现了嵌入式系统的网络通信功能。本文采用PHILIPS公司的LPC2210微控制器作为主控芯片,采用高度集成的以太网芯片RTL8019AS作为网络接口。选择Linux操作系统进行裁剪和移植,分析并实现了嵌入式TCP/IP协议栈。编写了底层网络驱动程序,实现了嵌入式硬件平台和PCLinux系统之间的基于网络的数据传输;同时实现了嵌入式系统同WindowsXP系统之间的基于网络的数据传输;通过对比实验,对网络数据传输协议和算法进行了研究和优化,完善了ARM嵌入式系统的网络功能。大量的数据传输及可靠性测试实验表明,本文所设计的嵌入式系统网络功能在可靠性、可用性及操作方便性方面都达到了预期的目标,具有实际的应用价值!

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.2 嵌入式系统概述
• 1.2.1 嵌入式系统的定义及特点
• 1.2.2 嵌入式操作系统及uCLinux
• 1.2.3 嵌入式Internet的应用意义
• 1.3 本文主要研究内容及方法
• 第二章 系统硬件平台设计
• 2.1 ARM微处理器LPC2210概述
• 2.2 系统硬件电路详细设计
• 2.2.1 电源电路设计
• 2.2.2 时钟和复位电路设计
• 2.2.3 存储器电路设计
• 2.3 接口电路设计
• 2.3.1 JTAG接口电路设计
• 2.3.2 串行线路接口电路设计
• 2C总线接口电路设计'>2.3.3 I²C总线接口电路设计
• 2.3.4 以太网络接口电路设计
• 2.4 本章小结
• 第三章 移植uCLinux到LPC2210
• 3.1 建立开发环境
• 3.2 移植代码修改
• 3.2.1 内核代码修改
• 3.2.2 中断系统代码修改
• 3.2.3 修改编译文件和配置菜单
• 3.3 制作文件系统
• 3.3.1 文件系统的实现原理
• 3.3.2 根文件系统的选择与内容实现
• 3.4 本章小结
• 第四章 嵌入式TCP/IP协议栈分析及网络驱动的编写
• 4.1 TCP/IP协议栈分析
• 4.1.1 TCP/IP协议简介
• 4.1.2 以太网的分层和协议栈结构
• 4.1.3 链路层协议
• 4.1.4 网络层协议
• 4.1.5 传输层协议
• 4.2 基于RTL8019AS的网络驱动编写
• 4.2.1 硬件原理
• 4.2.2 基于RTL8019的以太网帧传输原理
• 4.2.3 RTL8019的初始化
• 4.2.4 RTL8019驱动程序框架
• 4.2.5 数据结构和函数
• 4.3 本章小结
• 第五章 网络传输应用程序设计
• 5.1 应用程序设计内容及目标
• 5.1.1 交叉编译环境介绍
• 5.1.2 Socket网络编程
• 5.1.3 Lab Windows/CVI介绍
• 5.2 应用程序详细设计
• 5.2.1 下位机软件程序设计
• 5.2.2 上位机软件程序设计
• 5.3 网络传输程序设计总结
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结和展望
• 6.1 主要完成的工作
• 6.2 问题与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录:关键代码
• 在学期间公开发表论文及著作情况