基于GPRS的嵌入式TCP/IP协议栈的设计与实现

摘要

移动设备迅猛发展，各类嵌入式产品不断涌现，智能化的趋势在各个领域迅速蔓延。虽然系统功能日益强大，但用户要求也在不断的变化和升高，个体平台的资源已经远远跟不上要求的攀升，与此同时高集成、更多资源的嵌入式处理器在成本方面给出了过大的压力，所以嵌入式平台网络化的研究成为解决方案之一。网络化不仅能有效的解决嵌入式本身资源匮乏的问题，而且给嵌入式系统的进一步发展壮大奠定了结实的基础。如何最大限度的控制网络化的成本消耗成为了现在业内需要解决的问题。
　　在此背景下本文提出自行设计TCP/IP协议栈的方案。市面上存在TCP/IP协议栈芯片，有的公司提供的软核实现方式，但都价格不菲，并且对用户不开放内核，所以用户只能使用其提供的功能接口，而不能自行添加和剪裁，这对需要在该领域做应用开发的用户形成限制，所以必须对嵌入式平台设计一个适合的TCP/IP协议栈，并且为协议栈提供通用的使用接口，便于使用。
　　在实现TCP/IP协议栈基础上引入GPRS技术，实现嵌入式系统无线接入网络。GPRS是一种快捷、高效率、按数据量计费的无线网络通信技术。使用GPRS技术与嵌入式技术结合，极大提高了移动平台的灵活性。
　　本文的核心工作如下：
　　第一，对比PC上的通用TCP/IP协议栈和嵌入式系统中的TCP/IP协议栈，总结出实现嵌入式TCP/IP协议栈的重点和难点。
　　第二，在LPC1766+DP83848C嵌入式系统上设计实现TCP/IP协议栈，经过检测成功接入网络。
　　第三，在完成的嵌入式 TCP/IP协议栈基础上进一步实现 GPRS技术，使LPC1768+MC37i嵌入式系统通过GPRS无线连接入互联网。
　　论文详细说明了嵌入式TCP/IP协议栈和GPRS技术的研究和实现方法，目前该嵌入式协议栈每层协议都具备向上和向下的接口，并在应用层提供了一套socket接口和简单的TCP/UDP服务器和客户端软件，方便应用层的软件设计。协议栈稳定的运行状态证明了本文设计思路的正确性。

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第一章 绪论

§1.1研究背景及其意义

§1.2研究现状

§1.3课题来源

§1.4论文结构

第二章 开发平台的介绍

§2.1嵌入式系统的概述

§2.2硬件平台简介

§2.3软件平台简介

§2.4μC/OS-ii操作系统下编程与无操作系统下编程的比较

§2.5本章小结

第三章 基于802.3网络的嵌入式TCP/IP协议栈的实现

§3.1 TCP/IP协议栈

§3.2基于802.3网络的物理层实现

§3.3基于802.3网络的数据链路层实现

§3.4基于802.3网络的网际层实现

§3.5基于802.3网络的传输层实现

§3.6基于802.3网络的嵌入式TCP/IP协议栈设计小结

第四章 基于GPRS网络的嵌入式TCP/IP协议栈的实现

§4.1 GPRS技术

§4.2基于GPRS网络的物理层的实现

§4.3基于GPRS网络的数据链路层的实现

§4.4 socket接口说明

§4.5底层硬件接口

§4.6各层协议接口

§4.7基于GPRS网络的嵌入式TCP/IP协议栈设计小结

第五章 协议栈的测试

§5.1协议栈各层测试数据分析

§5.2协议栈存储大小测试

§5.3本章小结

第六章 总结与展望

§6.1总结

§6.2展望

参考文献

致谢

作者在攻读硕士期间的主要研究成果