PPP协议的研究及其在嵌入式Internet中的实现

摘要

随着Internet的发展和电子技术的不断进步，人们将Internet的触角伸向了工业控制领域，Internet进入“嵌入式Internet”时代。利用MCU实现嵌入式Internet方案的技术难点在于如何利用MCU自身有限的资源对信息进行TCP/IP协议处理，使之变成可以在Internet上传输的IP数据报。 本文首先分析了目前较为流行的几种嵌入式Internet接入技术，结合新的需求，提出了使用PPP协议通过GPRS网络接入Internet的方案，然后简单介绍了标准的PPP协议的主要内容和实现中应该注意的问题，接着给出了系统的整体设计方案，对该系统的硬件设计和软件设计进行了说明。 在给出了系统的整体设计方案之后，本文在系统的硬件和软件实现方面进行了详细的论述。首先，介绍了系统的硬件接口，包括与PC机相连的串口、16C550扩展串口和GPRS模块，然后给出了PPP协议和IP协议的实现，特别在介绍PPP协议的主要内容的基础上对PPP协议为适应资源有限的MCU进行的裁减作了较为深入的研究和分析，最后介绍了如何通过ICMP回送请求和回送应答报文对系统进行测试。

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第一章引言

1.1嵌入式Internet简介

1.2嵌入式Internet接入方案

1.2.1 32位MCU+RTOS

1.2.2专用的嵌入式网络协议EMIT

1.2.3 8位MCU+TCP/IP协议芯片

1.2.4 MCU+WebChip+网关

1.2.5 MCU+Webit

1.2.6小结

1.3课题的提出

1.3.1 GPRS简介

1.3.2通过GPRS接入Internet

第二章PPP协议

2.1分层的网络体系结构

2.2串行线路协议SLIP

2.3点对点协议PPP

2.3.1 PPP介绍

2.3.2 PPP的封装

2.3.3 PPP的主要协议

2.3.4超时控制机制

2.3.5 PPP的运行过程

2.3.6有限状态自动机

2.4 PPP协议的裁减

2.4.1简化的LCP协议

2.4.2简化的IPCP协议

第三章系统总体设计

3.1硬件设计

3.2软件设计

3.2.1开发语言和编译器的选择

3.2.2软件功能模块设计

第四章系统详细实现

4.1 MCU自带串行接口的实现

4.2物理层的实现

4.2.1 16C550

4.2.2 GPRS模块

4.3数据链路层的实现

4.3.1 PPP主控模块

4.3.2公共服务程序

4.3.3实现链路控制协议LCP

4.3.4身份验证模块

4.3.5实现IP控制协议IPCP

4.3.6携带IP数据报的PPP帧

4.4网络层的实现

4.4.1无连接交付数据报IP

4.4.2 Internet控制报文协议ICMP

第五章结束语

参考文献

致 谢