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根据ARM9的UDP协议栈的规划与完成

0引言随着嵌入式技术和网络技术的迅速发展,以太网接口在嵌入式系统中的应用越来越广泛以太网通信速度快通用,可直接与Inter

  0 引 言

  跟着嵌入式技能和网络技能的迅速发展,以太网接口在嵌入式体系中的运用越来越广泛.以太网通讯速度快.通用,可直接与Internet 相衔接,供给更大规模的长途拜访.现在在工控嵌入式范畴,网络通讯一般选用UDP 和TCP 协议.UDP 与TCP 比较,UDP 运用非衔接的.不可靠的通讯方法,因而网络传输速度快,实时性相对较好.文中规划有用S3C2440.以太网操控器DM9000和经过自行裁剪的TCP / IP 协议栈,构成嵌入式体系的以太网接口,完结UDP 通讯.

  1 体系的硬件介绍该体系选用优龙科技公司YLP2440 作为开发的硬件体系,YLP2440 选用三星S3C2440A作为CPU,最高主频400MHz,带有64MB SDRAM 和64MB NANDFlash 的外部存储器,有两个五线异步串行口,波特率高达115200bps,一个10M / 100M DM900AEP 网络接口卡,带有衔接和传输指示灯.DM9000A 是一个全集成.功能强大.性价比高的快速以太网MAC 操控器,它带有一个通用处理接口.EEPROM 接口.10/ 100MPHY 和SRAM,选用单电源供电,可兼容3. 3V.5V 的IO 接口电平.DM9000A 相同支撑MII (Media IndependentInterface,介质无关接口),它包括一系列可被拜访操控的状况寄存器,这些寄存器是字节对齐的,在硬件或许软件复位时被设置成初始化.

  硬件框图如图1 所示.

  2 以太网软件的规划

  2. 1 以太网卡操控器的初始化

  首要DM9000A 自检,读取DM9000 的生产厂家ID和设备ID 与现已设定好的ID 进行比对,判别DM9000网卡是否存在,初始化DM9000A,它的进程便是恰当装备DM9000A 寄存器的进程,详细进程分为以下几个进程:

  (1)发动DM9000A,设置CPCR[REG_1E] = 0×1,使DM9000 的GPIO3 为输出,GPR[REG_1F] =0×0,使DM9000 的GPIO3 输出为低以激活内部PHY.延时2ms 以上以等候PHY 上电.

  (2)进行两次软复位,设置DM9000 为正常作业形式,依据芯片规划要求,要想使芯片在上电之后作业正常就要进行两次软复位,设置为NCR[REG_00] =0×01,NCR[REG_00] =0×00,这两步操作进行两次.

(3) 铲除各种状况标志位和中止标志位,NSR[REG_01] =0x2c,ISR[REG_FE] =0x3f.

  (4)设置接纳和发送操控寄存器,而且设置FIFO的巨细,RCR[REG_05] =0×39.TCR[REG_02] =0×00.FCTR[REG_09] =0×38.

  (5)设置板子本身的MAC 地址.

  (6)再一次铲除各种状况标志位和中止标志位,NSR[REG_01] =0x2c,ISR[REG_FE] =0x3f.

  (7)设置中止屏蔽寄存器,翻开接纳中止,IMR[REG_FF] =0×81.

  当进行了以上进程的设置之后,DM9000A 芯片就处于正常作业状况了.在今后进行通讯的进程中,假如产生反常引起芯片重启,则再一次进行相同的设置.

  2. 2 以太网卡数据的发送和接纳

  DM9000A 发送数据选用的是循环查询形式,接纳数据选用的是中止形式,DM9000 内部有0x3FF 巨细的SRAM 用于接纳和发送数据缓存.在发送或接纳数据包之前,数据是暂存在这个SRAM 中的.当需求接连发送或接纳数据时,需求分别把DM9000 寄存器MWCMD 或MRCMD 赋予数据端口,这样就指定了SRAM 中的某个地址,而且在传输完一个数据后,指针会指向SRAM 中的下一个地址,然后完结了接连拜访数据的意图.但当发送或接纳一个数据后, 指向SRAM 的数据指针不需求变化时,则要把MWCMDX 或MRCMDX 赋予数据端口 .

  发送数据比较简略,接纳数据就略显杂乱,由于它是有必定格局要求的.在接纳到的一包数据中的首字节假如为0×01,则表明这是一个能够接纳的数据包;假如为0×0,则表明没有可接纳的数据包.因而在读取其他字节时,必定要先判别首字节是否为0×01.数据包的第二个字节为数据包的一些信息,它的高字节的格局与DM9000 的寄存器RSR 完全一致.第三个和第四个字节为数据包的长度.后边的数据便是真正要接纳的数据了.

  2. 2. 1 UDP 协议栈的裁剪完结

  在体系中首要运用UDP 通讯,只需求完结ARP协议.IP 协议,对TCP/ IP 协议进行部分的完结.UDP协议通讯(即用户数据报协议)与TCP 相同都是归于传输层协议,坐落IP(网际协议)协议的顶层.UDP 相对于TCP 是一种简略协议,供给的是最少的服务,编写的代码量也小,所需的程序和内存空间少,运转速度快.ARP 为IP 地址对应的硬件地址之间供给动态映射,发送终端把以太网数据帧发送到坐落同一局域网上的另一台主机时,是依据48bit 的以太网地址来确认意图接口的.设备驱动程序从不查看IP 数据报中的意图IP 地址.IP 协议是TCP/ IP 协议中最为中心的协议,它供给不可靠.无衔接的数据报传送服务 .

  2. 2. 2 数据的发送进程

  数据发送进程如图2 所示.发送终端在第一次发送数据的时分,要知道接纳端的IP 地址和端口号,还要得到对方的物理MAC 地址,由于两个终端最终通讯是经过寻觅对方的MAC 地址来进行的,因而首要得经过ARP 协议,把对方的IP 地址转换为MAC 地址,得到了物理地址之后才干通讯.假如长期不能得到这个物理地址,则只能阐明恳求失利,需求从头发送ARP 恳求,ARP 的封装进程如图3(b)所示.

  2. 2. 3 数据包的封装进程

  UDP 协议数据包的封装在运送层进行,打好包的UDP 数据将送往网络层进行IP 协议的打包,UDP 要完结进程到进程的通讯,把报文交付给正确的进程.当进程有报文要经过UDP 发送时,它就把这个报文连同一对套接字地址以及数据长度传递给UDP.UDP 收到数据后就加上UDP 首部,也便是UDP 数据包的封装如图3(c)所示.然后UDP 就把该用户数据包连同IP 加上自己首部,在协议字段运用值17,指出该数据是从UDP 协议来的,这个进程便是IP 数据包的封装进程如图3(a)所示.这个IP 数据包再传递给数据链路层.数据链路层收到IP 数据包之后,加上自己的首部(或许还有尾部),再传递给物理层.物理层把这些位编码为电信号或许光信号,然后把它发送到长途的机器.

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