来源：微计算机信息 作者：王振 王攀 马双宝

    摘要：主要介绍了网络传输控制协议tcp/ip的原理以及在嵌入式系统上的实现,并论述了以tms320vc5402为核心处理器的嵌入式网路瘦服务器的研制。该系统简化了tcp/ip的实现，使嵌入式系统成功接入internet，具有灵活，方便，可移动性等特点。并给出了网络数据采集处理系统的应用前景。

    关键词：tcp/ip,tms320vc5402,rtl8019as,网络瘦服务器；

    1. 引言

    将嵌入式系统与internet网结合起来主要的困难在于，一方面，internet网上的各种通讯协议对于处理器的要求比较高，而嵌入式系统微处理器的资源却是很有限[1]；另一方面，嵌入式系统微处理器的型号、种类非常多，在各种不同的微处理器上实现网络功能的软件编程可移植性差 [2]。为了能够使得嵌入式系统接入internet，本文精简了tcp/ip的实现，只保留其中最核心的部分，实现了低速度，低内存，低成本的嵌入式系统上的网络连接，一方面能够作为网络服务器接收和处理来自远端的数据，另一方面还能作为web服务器给远程客户机提供http访问。

    2．系统的硬件设计

    2.1 系统硬件设计原理

    在本系统中我们采用的核心处理器为ti公司的tms320vc5402，tms320vc5402是16位定点dsp，适应远程通信等实时嵌入式应用的需要。它有高度的操作灵活性和运行速度，具有专用硬件逻辑的cpu、片内存储器、片内外围设备以及一个高度专业化的指令集[3]。在本文中，由于网络数据流较大，我们采用了tms320vc5402的mcbsp接口以及其dma功能。mcbsp具有全双工通信，双缓冲的发送和三缓冲的接收数据存储器，允许连续的数据流等特点，能够完全满足网络数据流的接收，发送和处理的要求[4]。dma控制器可以在没有cpu参与的情况下完成存储器映射区之间以及内部存储器与片内外设或外部设备的数据传输，dma控制能够大大减轻cpu的负担，实现数据的高速传送与存储。

    本文中以太网控制芯片采用台湾realtek公司生产的rtl8019as，它是一种高度集成的以太网控制器，实现了以太网媒介访问层（mac）和物理层（phy）的全部功能。按数据链路的不同， rtl8019as内部分为远程dma通道和本地dma通道两部分。本地dma完成控制器与网线的数据交换，主处理器收发数据需对远程dma操作 [5]。本系统中，tms320vc5402通过io空间对rtl8019as进行控制以及数据传输。

    2.2 系统整体硬件框图

    系统框图如上图所示，整个系统分为两大部分，即dsp处理器和网卡部分。系统有专门的电源部分为整个瘦服务器提供不同的电压。tms320vc5402是主处理器，它主要负责对网卡芯片rtl8019as接收或发送的数据进行处理分析，存储，并可以以usb或rs485串口总线的方式与上位机相连，其工作过程为dsp通过mcbsp接收或发送数据，当mcbsp缓冲区数据满时触发dma控制器并进行数据传输，实现了mcbsp与dma控制器的配合工作。网络接口芯片rtl8019as主要负责对网络数据流的接收与发送，为了防止干扰，获得稳定的数据流，系统在网卡芯片与外部网络数据线之间增加了电气隔离滤波芯片ycl20f001n。外部接口部分我们采用常用的rj45网络接口。

    3．系统软件设计

    系统软件部分是本文研究的重点，由于嵌入式系统的资源有限，所以系统只涉及到tcp/ip中的核心的部分。按照tcp/ip协议分为四个部分[6]的定义，系统软件的设计也分为相应的四个部分，即：网卡底层驱动程序，arp以及rarp程序对应网络接口层；ip，icmp以及igmp程序对应互联网络层；tcp和udp程序部分对应网络传输层；http服务程序对应应用层。

    3.1 网卡驱动程序设计

    在网卡芯片rtl8019as的驱动程序设计中主要涉及到rtl8019as的寄存器配置，dsp对rtl8019as内存的读取以及发送数据，数据链路层协议arp和rarp的程序设计等。