基于DSP的嵌入式网络协议栈的研究与实现

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1、西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要随着信息技术和工业控制系统的不断发展，传统的嵌入式设备对于网络接入的要求日益加强。本文为基于DSP的嵌入式系统设计了一种实现TCP／IP协议栈来接入网络的方法，着重讨论了网卡驱动程序的开发和uip协议栈的整合方法。在硬件方面，本论文采用了低功耗、低成本的16位DSP芯片TMS320VC5402作为微处理器，采用了成熟的RTL8019AS以太网控制芯片作为网络接口，搭建了一个DSP芯片接入以太网的实验平台。在软件方面，本论文对开源的嵌入式实时操作系统laC／OS．II进行移植和裁剪，将开源的轻型TCP／IP协议栈uip作为laC／OS．II的

2、任务整合到该系统之上，并且给出了网络控制器芯片RTL8019AS的驱动程序设计方法。在本文设计的基于DSP系统的以太网通信方案中，DSP端负责完成直接操作以太网控制器的功能，对RTL8019AS中各种存储器进行编程控制，通过运行于laC／OS．II上的uip协议栈向以太网上打包发送和接收处理数据。本文最后通过实验证明了本系统网络通信功能的正常实现，并且对实验结果进行了分析。实验结果表明，laC／OS．II与uip的架构能基本满足DSP系统的以太网接入要求，实现了主机单板之间的通信功能。关键词：DSP；1．zC／OS-II：uip；网络；协议西南交通大学硕士研究生学位论文第1I页i

3、——————————一IIII宣IiAbstractWiththedevelopmentofinformationtechnologyandindustrialcontrolsystem，thedemandofthenetworkaccessforthetraditionalembededdevicesareincreasing．ThethesisistodesignamethodtorealizetheTCP／IPprotocolstacktoaccesstheimernetforDSP-basedembeddedsystem．ThethesisfocusesOilthedri

4、verdevelopmentofthenetworkintenfacecardandtheintegrationmethodofuipprotocolstack．Intheaspectofhardware，thethesisuseslow—power,low—cost16-bitDSPchipTMS320VC5402asthemicroprocessor,usingamatureRTL8019ASenthemetcontrollerchipasthenetworkinterface，buildinganetworkaccessexperimentplatformforDSPchi

5、p．Intheaspectofsoftware，theportingandthecuttingoftheopen—SOUrceembeddedreal-timeoperatingsystempC／OS—IIforthechipTMS320VC5402isrealizedinthethesis．andthenthelightopen—sourceTCP／IPprotocolstackisintegratedintothesystemabove．Furthermore，thisthesisistoproposethemethodofdriverdesignmentforthenetw

6、orkcontrolcard．Inthisthesis，theEthemetcommunicationmodedesignedbasedonDSPsystemisproposed．DSPisresponsibleforthecompletionofthefunctionswhichthedirectoperationoftheEthemetcontroller，andprogramsonvariousmemoryregisterstocotrolRTL8019AS．thissystemsendsandreceivesEthemetdatapackagesbyrunningtheu

7、ipstackon；，tC／OS—II．Finally，therealizationofnetworkcommunicationfortheDSP-basedembeddedplatformisvarifiedthroughexperiment，andtheexperimentresultsareanalyzed．Theresultsshowthat，thearchitectureofI．tC／OS—IIanduipCanbasicallymeettherequirementof