基于DSP嵌入式以太网通信系统的设计

摘要

信息技术、网络技术的高速发展和后PC时代的到来，使得嵌入式系统广泛渗透到控制领域的各个方面。随着网络通信逐渐成为信息流通的重要渠道，嵌入式设备作为控制领域的智能终端，对网络接入的需求也日益迫切。 本文从基于DSP(数字信号处理器)的智能控制节点网络化数字化角度出发，在比较几种基于DSP的嵌入式系统网络化方案的基础上，阐述嵌入式系统的现状、发展过程，分析嵌入式TCP/IP协议的特点，对标准的TCP/IP协议栈进行取舍和修改，使其符合该嵌入式系统的要求。在硬件设计方面，通过深入研究TI公司生产的TMS320F2812DSP芯片和REALTEK公司生产的以太网控制器RTL8019AS，设计基于DSP的以太网通信系统硬件平台，包括以太网硬件模块、存储器模块、串口通信模块和外围电路。根据该通信系统的实时性和多任务的需求，选用嵌入式实时操作系统μC/OS—Ⅱ，在熟悉其特点和内核结构的基础上，完成在硬件平台上的移植工作。然后实现以太网控制器的驱动程序编制和嵌入式TCP/IP网络协议，整个协议栈采用模块化编程，包括ARP协议、IP协议和UDP协议，并在μC/OS—Ⅱ内核管理下，通过建立输入输出接口任务，来实现底层模块与上层网络协议之间的数据传输。利用网络协议调试软件对系统进行测试，结果表明所设计的基于DSP和μC/OS—Ⅱ的网络通信平台，能够实现嵌入式设备与以太网之间的信息传输。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1课题的研究背景及意义

1.2嵌入式系统的发展过程

1.3基于DSP的嵌入式系统网络化方案

1.4课题的研究内容

第2章μC/OS-II和TCP/IP协议的选取

2.1 μC/OS-II的特点

2.2 μC/OS-II的内核组成

2.3 TCP/IP协议栈概述

2.4嵌入式TCP/IP协议的选取

2.4.1嵌入式TCP/IP协议-链路层

2.4.2嵌入式TCP/IP协议-网络层

2.4.3嵌入式TCP/IP协议-传输层

2.5本章小结

第3章系统硬件设计

3.1系统硬件结构

3.2 DSP硬件模块

3.2.1 DSP芯片的介绍

3.2.2 DSP外围电路设计

3.3以太网硬件模块

3.3.1 8019AS芯片的介绍

3.3.2 8019AS的电路设计

3.3.3 8019AS与网络介质的接口电路

3.4.本章小结

第4章系统的软件设计

4.1基于DSP的主程序设计

4.1.1 CCS(Code Composer Studio)介绍

4.1.2 DSP的混合编程

4.1.3 DSP的引导方式与启动

4.1.4 DSP的主程序设计

4.2 μC/OS-II的移植

4.2.1移植的条件

4.2.2移植的方法

4.2.3移植的主要文件

4.3编写8019AS芯片的驱动程序

4.3.1 8019AS寄存器的组成

4.3.2 8019AS的复位

4.3.3 8019AS的初始化

4.4 8019AS的数据接收发送过程

4.4.1 8019AS的环形缓冲区

4.4.2数据的接收过程

4.4.3数据的发送过程

4.5嵌入式TCP/IP协议的实现

4.5.1网络接口模块

4.5.2 ARP模块的实现

4.5.3 IP模块的实现

4.5.4 UDP模块的实现

4.6本章小结

第5章系统调试

5.1 μC/OS-II的测试

5.2嵌入式TCP/IP协议的测试

5.3本章小结

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致 谢