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嵌入式以太网技术的研究

孔庆荣  
【摘要】: 将以太网技术应用于水声通信领域中使嵌入式水声设备直接进行远程数据传输成为可能。通过分析当前嵌入式以太网技术实现的特点设计了两路不同的以太网通信方案。方案一采用微控制器(Micro Control Unit,MCU)+集成介质访问控制层(Media Access Control,MAC)和物理层(Physical layer,PHY)功能的以太网控制器的模式,移植实时操作系统μC/OS-Ⅱ和轻量级网络通信协议(Light Weight Internet Protocol,LwIP);方案二采用MCU+网络微控器的模式,网络微控器内置固件实现以太网通信协议栈,利用固件提供的API函数开发应用程序实现数据的以太网传输。最后分析了两种方案的性能以及应用特点。 通过对常见的嵌入式以太网控制芯片和MCU进行分析,最终在方案一中采用数字信号处理芯片TMS320VC5509A+以太网控制芯片LAN91C111的模式;在方案二中采用数字信号处理芯片TMS320VC5509A+网络微控器DS80C410+以太网收发器LXT972ALC的模式。 在方案一中对常见的嵌入式实时操作系统和几种开源的TCP/IP协议栈的性能以及应用特点进行了分析。同时考虑到方案一中的硬件环境,最终采用开放源码的嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ和开放源码的TCP/IP协议栈LwIP。通过移植μC/OS-Ⅱ、LwIP和编写LAN91C111的驱动代码,实现了嵌入式系统的以太网通信功能。在方案二中通过对固件的开发实现以太网通讯功能。


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