北京邮电大学
硕士学位论文
嵌入式串口—网络协议转换器的设计与实现
姓名：陈岗
申请学位级别：硕士
专业：软件工程
指导教师：马严
20060315
北京邮电大学工程硕士论文
就既司实现ＵＤＰ传输，叉可实现ＴＣＰ传输。缺点是对硬件要求高。
１．２．３ＵＤＰ型或ＴＯＰ型或ＵＤＰ与ＴＯＰ兼有型
按照传输层曲－议分类．分为ＵＤＰ，Ｗ或ＴＣＦ，掣或ＵＤＰ与ＴＣＰ兼有１９。
ＵＤＰ型的协议转换器传输层协议为∞Ｐ防议，Ｌ：ＤＰ协议的特点是不可靠的，无连接的协议．由Ｔ－其无连接性，可以不占缓存，提高传输的高速率，主要应ｊ［｝；｜于突发性的，量少的数据传输环境。
ＴＣＰ型的协议转换器传输层协议为ＴＣＰ协议，ＴＣＰ协议是基ｒ可靠的．连接的传输层协议。它负责重新发送丢失或出错的数据信息，对ＩＰ报重新排序，对收到的数据报进行确认，因此，ＴＣＰ型的协议转换器应＿［｝ｊ在传送数据餐大，对传输的数据完整性要求严格的环境。缺点是传输时间较Ｋ，列碗件要求较高。
ＵＤＰ与ＴＣＰ兼有型的协议转换器传输层协议包括ＵＤＰ协议和ＴＣＰ协议，可在应用层协议中分别设计ＵＤＰ任务和ＴＣＰ任务，删既可削ＵＤＰ协议传输．叉可剧ＴＣＰ协议传输，适崩于不同的环境。
１．３嵌入式串口一网络协议转换器的发展趋势
嵌入式串口网络协议转换器的硬卅组成并不复杂，基本上是由控制芯片组成的最小
系统与网络芯片构成，唯一的难点是如何ｄ－系统中实现一个ＴＣＰ／ｔＰ协议，由ｊ。ＴＣＰ／ＩＰ协议本身就是一种开放性的协议，具有可裁减性．因此，现在的协议转掀器的功能往往根据其使川的曩体环境进行发计，各有特色。
２００３年，武汉万德数码技术有｝醴公司研制了名Ｊ，ｊ“ＮＲ２０００以太阔串口服务器”的串口网络西议转换器产品（图１—１所示）．该产品采用８侮的８０５１单片机，ＲＴＬＳ０１９网昔芯片，运算述度７．３ＭＩＰＳ，最高传输速度１１５２００ｂ／ｓ，支持ＡＲＰ、ＩＣ？、ＩＰ、ＰＩＮＧ、１Ｐ、ＵＤＰ等ｍ议，其设计Ｕ标是：只针对特定应刖，放弃不必要的功能，尽量提高通信速度和稳定性，所以，其简化ｊ－ＴＣＰ／ＩＰ协议的功能，只采圳ＬＤＩ，协议，且不支持悯关功能，不能接入Ｊ、域嗣，只适Ｈｊ丁局域网这｝Ｉ．功能有不足之处，但保址丁其传输的高速性。
图１１ＮＲ２０００以太网串口服务器
北京郇｝也人学Ｔ程硕Ｊ．论立
２００５年，广州周力功电子有限公司也研制了一款名为“ＺＮＥ一２００Ｔ增强型以太网转串口模块”的串口网络协议转换器产品（图１—２所示），它采圳的是３２位的ＡＲＭ７的微处理器，目带１６Ｋ的ＲＡＭ和１２８Ｋ的Ｆ１ａｓｈ，ｃｓ８９００阚｝芯片，支持的ＴＣＰ／ＩＰ协议包括ＡＲＰ、ＩＣＭＰ、ＩＰ、ＵＤＰ、ＴＯＰ、ＨＴＴＰ、Ｄ１１ＣＰ，可ｐ载１１２Ｋ嘲页，串口传输速率最高１Ｍｂ７ｓ，由此可以看出，Ｆ｝ｌ丁候仆’陛能先进，其ＴＵ，ＩＰ协议核已比较完整，｜１；ｃ可进行ＵＤＰ仂议的传输，义可进行ＴＣＰ协议的传输，甚至还可作为嵌入式ＷＥＢ服务器使用。
图ｌ２ｚＮＥ一２００Ｔ增强型以太网转串口模块
由ｊ‘ＩＮＴＥＲＮＥＴ网络的快速发展，畋入式串¨网络协议转换器也要不断的发展，要提供更加完善的功能就必须采用更先进的硬件技术．而现在，更新更强的硬件不断涌现正好为协Ｉ义转换器的发展提供良好的平台。ｌ仃当采用新的硬件技术后，硬件也为应瑚提供ｊ７新的功能，例如．现在３２位的微处理器内有多种通讯端ＬＪ，如ＣＡＮＢＵＳ、ＤｅｖｌｃｅＮｅｔ、ＵＳＢ等，串ｒ＿｜一网络协议转换器的概念麻该扩展，提供的功能戍能使串口能与以上接Ｌ］能互连，而以上接口ｔ』网络也能互近。而要实现Ｌ述．１：』Ｊ能内嵌操作系统是必颁的，因为只有操作系统才能提供多任务机制，在同个系统中完成不同的功能。”外，还应该采刚中问什技术，即设汁一个串【Ｊ中间什或网络中间件，可被不同的任务闻Ｈ，实现串Ｌ』。网络与多种接口的通讯，而本文也对这’技术进行了研究。
１．４本文的主要内容和安排
本文土要研究了移植ｕｃ／０Ｓ—ｌｌ实时操作系统到ＡＲＭ７ＴＤＭＩ—Ｓ架构处理器上的方法，设计了串口驱动模块，网ｋ驱动模块，建立Ｊ。一个多任务爿。行可重入的ＴＣＰ／ＩＰ协议栈，设计了协议栈麻用层处理稗序．最后建立基丁二ＡＤＳｌ．２集成开发环境的交叉开发甲台，调试ｒ载拌序，设计了实验，测试其性能是否返到了设计的要求。具体山容安排如Ｆ：第、章概述了嵌入式串Ｌ：】一嘲络协议转换器的庸用背景、特点、发展趋势，介纠本文研究内弈。
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