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基于TMS320DM642的嵌入式TCP／I P协议栈的实现

嵌入式视频通信系统由视频数据采集、处理和通信等部件组成，需要嵌入式网络协议栈的支持。中央处理器采用DSP，占用了大量资源，而网络协议栈能够使用的运算资源、内存资源有限，并且缺乏操作系统给网络协议栈的实现带来困难。针对视频监控应用，本文提出了在TI公司的高性能DSP芯片 TMS320DM642(以下简称DM642)上实现精简的TCP／IP协议栈的解决方案，阐述了其硬件接口电路的设计及软件实现。

1 TCP／IP协议栈分析

嵌入式TCP／IP协议栈具有TCP／IP协议栈的基本功能，它运行于以太网环境下，其软件模型如图1所示。

最底层是物理层，定义了以太网控制器的工作方式，实现以太网帧的封装、发送和接收。本系统使用Intel公司的以太网收发器LXT97lA。

第二层是网络层，完成IP数据报的封装和转发，并根据帧的类型(ICMP、TCP或UDP等)进行相应处理。IP协议提供了一种高效、不可靠和无连接的传输方式。本系统不支持对IP包的分片和重组。地址解析协议ARP实现IP地址到MAC地址的动态转换。ICMP协议定义了一套差错报文和控制报文，在该系统用于测试网络的连通情况。

第三层是传输层，完成数据报的传输控制。该层主要包括TCP协议和UDP协议。TCP提供可靠的数据传输，而 UDP提供不可靠的数据传输。与UDP相比，TCP的可靠性是通过非常复杂的措施以及由此增加的开销为代价获得的。监控终端传输的数据大部分是图像编码数据，这些数据对实时性和传输率的要求高，而对数据可靠性的要求相对较低，因此本系统将UDP协议作为传输层协议。

最上层是应用层，解决用户特定的应用，主要包括HTTP、FTP、Telnet、SMTP、SNMP、DNS等Internet协议。在该层主要实现视频编码数据的传输。

2 硬件设计

2．1 系统结构

硬件系统结构如图2所示。

DM642从以太网物理层设备PHY接收MAC帧，实现T