轻量级TCP/IP协议栈LwIP在ULC2平台的设计与实现

论文摘要

ULC——超低端手机平台，由2005年初GSM协会携手摩托罗拉、诺基亚等企业提出概念至今，已经成为手机领域内的一个庞大产业。ULC在中国等发展中国家得到了快速的发展与应用，与此同时，人们对ULC平台也提出了越来越多的新业务需求，其中最重要的需求是ULC平台对无线数据业务的支持。目前，Infineon公司的ULC2平台并不支持TCP/IP协议，当ULC2利用GPRS接入Internet时必须借助内嵌TCP/IP协议栈的数据终端设备支持处理数据，ULC平台实现难以独立与网络的交互，这已成为ULC网络新业务开发扩展的瓶颈。本文设计了一套方案将TCP/IP协议嵌入ULC2平台并开发出相应的TCP/IP控制指令集，该方案使得ULC2实现了独立的TCP/IP处理，这不仅完善了其网络协议栈，更让ULC2脱离了对数据终端设备的依赖，同时新增的AT指令集为应用层提供了友好简洁的控制接口，使网络新应用的开发更加便捷。本方案实施后，ULC2平台具备了更加完备的Internet接入能力，这将大大扩展其使用范围。本文首先阐述了ULC平台的发展现状，全面分析了为该平台嵌入TCP/IP协议的重要性，介绍了轻量级TCP/IP协议栈LwIP，包括LwIP的协议栈架构以及该协议中TCP、IP的实现过程；其次提出了一套完整的协议移植设计方案，分析比较了协议移植前后ULC2平台网络接入流程的异同并得出本设计方案的优势，详细阐述了本方案的实施过程，具体包括LwIP协议到OSE操作系统的移植和网络控制AT指令集的实现；最后对完成的样机进行测试，针对测试结果，总结了当前工作并对该设计方案提出了进一步完善的构想计划。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究背景
• 1.2.1 国内外研究现状
• 1.2.2 ULC2 平台介绍
• 1.3 研究意义
• 1.4 研究内容
• 2 LwIP 协议与GPRS 技术介绍
• 2.1 LwIP 协议栈
• 2.1.1 TCP/IP 体系结构
• 2.1.2 LwIP 协议架构
• 2.2 LwIP 中TCP、IP 的实现
• 2.2.1 IP 处理
• 2.2.2 UDP 处理
• 2.2.3 TCP 处理
• 2.3 GPRS 技术
• 2.3.1 GPRS 特点
• 2.3.2 GPRS 网络结构
• 2.3.3 GPRS 移动性管理
• 2.4 本章小结
• 3 总体方案设计
• 3.1 系统设计方案
• 3.2 系统方案的优势
• 3.3 具体技术路线
• 3.4 本章小结
• 4 LwIP 协议栈到OSE 操作系统的移植
• 4.1 OSE 操作系统介绍
• 4.1.1 OSE 的进程管理
• 4.1.2 OSE 的信号机制
• 4.2 LwIP 的移植
• 4.2.1 定义与处理器、编译器相关的数据结构
• 4.2.2 对操作系统封装层的修改
• 4.2.3 初始化网络接口层
• 4.3 Socket 接口函数
• 4.4 本章小结
• 5 网络控制指令
• 5.1 AT 指令
• 5.2 ATC Framework
• 5.3 新增LwIP 控制指令
• 5.3.1 MIPOPEN
• 5.3.2 MIPSEND
• 5.3.3 MPING
• 5.4 本章小结
• 6 测试
• 6.1 测试环境
• 6.2 测试方案及结果
• 6.3 本章小结
• 7 结论
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录