基于ARM的嵌入式网关的研究

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1、第5期2008年10月工矿自动化IndustryandMineAutomationNO．5oct．2008文章编号：1671—25lX(2008)05--0144一03基于ARM的嵌入jIc网关的研究罗俊，阎连龙(广东技术师范学院计算机与网络中心，广东广州510665)摘要：文章提出了一种嵌入式网关的设计方案，介绍了网关的硬件结构，分析了网关通信接口的工作原理以及电路的设计，详细地阐述了网关的串行通信接口与以太网通信接口协议如何实现转换的工作原理。关键词：网关；协议转换；以太网；ARM；RS485／232中图分类号：TD76；TP29文献标识码：B0引言计算机网络技术的飞速发展，

2、引发了传统的计算机控制网络结构的深刻变革，也带动了嵌入式网络的发展。然而对于大量的还在使用8／16位低端处理器的嵌入式监控设备而言，实现TCP／IP协议是不现实的。本文通过对现有的嵌入式Internet实现方案的分析，提出了采用嵌入式网关实现控制网络接入Internet的方案¨]。该方案在硬件上以32位ARM处理器为核心，采用RS485／232现场总线和企业的信息网络融合，在软件上采用嵌入式uClinux操作系统，内嵌TCP／IP协议栈，这样保证了网关的通信效率和开放性。考虑到电传输介质(双绞线、电缆等)的种种弊端，网关将现场总线上的信息通过光纤与远程监控主机通信，满足了信息传输

3、的高速和安全性要求。1网关系统架构嵌入式网关硬件结构如图1所示[2]。本文设计的嵌入式网关主要用于家庭网络和生产控制方面，它的一侧所连接的轻型网络是RS485网络，另一侧连接的重型网络是Internet。从上到下，它完成TCP／IP协议到RS485协议的转换，从下到上，完成RS485协议到TCP／IP协议的转换。这样轻型网络就接入了Internet，实现了远程监视和控制等。嵌入式网关的工作原理：ARM7系列微处理器收稿日期：2008—03—10S3C44BOX首先初始化网络设备，网卡的IP地址和。。竺享竺21，曼．，蹙1⋯959⋯--),要．J’誓蔓产竺全蔓登王冀。97j苎譬物理

4、地址存在FLASH中，嵌入式网关复位后首先广东技术师范学院计算机与网络中心主任，主要研究方向为计算机。‘。～’’’’。一网络管弹调取这些数据以初始化网络。嵌入式网关处理器主绍，让客户对产品的功能、参数有了大致的了解。该，。，；网站还及时发布公司快讯，不仅让用户及时了解该一一公司的动向，更反映了企业员工积极参与企业活动本文结合CARI网站建设的实例，对企业网站的精神。建设过程作了细致的叙述。企业应根据自身的实CARI网站侧重于公司产品栏目的建设，并提际，根据面向的目标客户，确定合适的网站类型，收供了公司概况、售后服务、联系方式等信息，各栏目集充足的资料并加以合理的编排，根据企业的形

5、象风格一致并以不同的页面颜色突出表现，以公司的设计独特新颖的网站，并加以合理的推广。这样就企业CI图标作为网站标志，并以动画的形式出现；会大大提升企业形象和知名度，增加企业竞争优势。鬯竺业CI的蓝色为主色调，并将页面中的特殊文字参考文献：或标题以其CI的红色突出显示。CARI网站不仅在新浪、雅虎、搜狐、网易等各[13唐伟．电子商务教程[M]．北京：中国水利水电出版大知名搜索引擎上加以推广，而且在煤炭网、中华安社，2003·全信息港等行业知名网站上注册录入公司及产品信[2]林豪锵-电子商务实务[M]·北京：中国铁道出版社·息，扩大了网站推广的范围。“”‘2008年第5期罗俊等：基于

6、ARM的嵌入式网关的研究·145·电源槿块

7、

8、时钟电路IJ复位电路基于ARM7内核的32位微处理器SAMSUNGS3C44BOX以太网控制R$232接口RS485接口PC机图1嵌入式网关硬件结构图要完成数据的解包和打包。当有数据从RJ45过来，嵌入式网关对数据包进行分析。如果是ARP数据包，则程序转入ARP处理程序。如果是IP数据包，且传输层使用TCP协议并且端口正确，则认为数据包正确并对数据进行解包，然后将工作数据通过用户接口发送给最终用户。反之，如果嵌入式网关从用户接口收到用户的工作数据，则将工作数据按照TCP协议格式打包，送人网卡芯片，由网卡芯片将IP包传送到Interne

9、t中。由此可知，嵌入式网关主要处理协议的网络层和传输层，链路层主要由网络芯片完成。因为嵌入式网关将数据接收后完整不变地通过用户接口输出，所以网络应用层由用户程序来处理，用户可以根据需求对收到的数据进行相应处理。2通信接口电路设计2．1串行接口电路设计串口部分设计使用了2路UART，其中，一路通过电平转换芯片MAX232把3．3V的逻辑电平转换为RS232一C的逻辑电平，并进行传输，实现ARM与PC机之间的通信，通过超级终端可在PC机上进行调试；另一路串行接口使用MAX485进行电