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基于LwIP的嵌入式设备Web服务器设计与实现陈志星;杨金孝【摘要】随着嵌入式设备的发展,很多嵌入式设备都具有网口通信功能,通过网口对嵌入式设备进行内部参数设置是一种既方便又简单的方式.设计了一种基于LwIP协议的嵌入式设备Web服务器.利用网页就可以配置嵌入式设备内部参数及程序升级.充分利用STM32平台内部集成以太网模块和LwIP轻型网络协议栈的特点,通过以太网物理层芯片LAN8720和RJ45接口相连,完成了网页和Web服务器之间的数据收发.测试表明,设计的基于LwIP协议栈的嵌入式设备Web服务器是正确和可行的.%With the development of embedded devices,many embedded devices have the function of network communication,and it is a convenient and easy way to set the internal parameters of embedded devices through the network port. This paper designs an embedded device Web server based on LwIP protocol. The internal parameters of embedded devices can be configured and updated by using the web page. The Web server make full use of the platform of STM32 internal integration Ethernet modules and the characteristics of LwIP light network protocol stack. Through the Ethernet physical layer chip LAN8720 and RJ45 interface to link together,Web pages and Web server can achieve bidirectional data transmission. The test shows that the embedded device Web server based on the LwIP protocol stack is correct and feasible.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2018(026)011【总页数】4页(P110-113)【关键词】LwIP;STM32;LAN8720;Web服务器;嵌入式设备【作者】陈志星;杨金孝【作者单位】西北工业大学电子信息学院,陕西西安710129;西北工业大学电子信息学院,陕西西安710129【正文语种】中文【中图分类】TN919.6随着物联网技术的兴起和智能家居的发展，嵌入式设备需要接入局域网或者因特网已成为一种趋势，由于网口通信比其他模式通信速率高且抗干扰性强，在局域网中往往很多嵌入式设备只留有网口供于外部通信，此时对于嵌入式设备内部一些参数设置和内部程序升级只能由网口通信完成。
探讨嵌入式系统设计方法在电力电子系统集成中应用摘要：嵌入式系统设计方法因具有自身的独特性，近年来被广泛应用于现代信息产业的各个领域，本文介绍了将嵌入式系统设计方法应用于单利电子系统集成中的意义与方法，以期在满足当前电力电子器件研发需要的基础上，为后续电力电子器件的可持续发展提供支持，希望能够给读者带来启发。
关键词：嵌入式系统；设计方法；电子电力系统引言：近年来，为切实满足人们对电力资源的需要，我国的电网综合自动化系统得到了有效的发展，面对上述情况，可以将较为成熟的嵌入式系统设计方法应用于电力电子系统的集成工作当中，以便保证电力电子系统的时效性、可靠性等性能，并切实满足当前电力电子系统的发展需要。
一、将嵌入式系统设计方法应用于电力电子系统集成中的意义在电力电子技术飞速发展的背景下，大量高新技术器件得到了研发与应用，但受传统器件安装使用方法在设计上存在滞后性，无法令控制系统与拓扑结构及时有效得到应用的影响，部分复杂精密的电力电子设备使用效果无法切实满足人们的实际需要。
现阶段，对嵌入式系统与电力电子系统进行对比后可以发现，由于两者间存在着一定的相似性，因此，为切实解决上述问题，将嵌入式系统设计方式引入电力电子系统集成中，已经成为切实弥补传统设计方法缺陷，缩短器件研发周期、降低其研发成本的有效方式之一[1]。
二、将嵌入式系统设计方法应用于电力电子系统集成中的方法近年来，随着集成技术的不断发展，将众多系统集成到一个芯片上的难度不断降低，这种情况的出现不仅大大降低了系统所占的体积，还有效提升了系统应用的可靠性与节能性，在当前的电力电子系统集成的过程中，由于嵌入式系统的发展方向与电力电子系统的集成发展方向存在较高的一致性，为进一步降低电力电子系统的集成难度，将嵌入式系统的设计方法应用于电力电子集成系统中成为了一项极为重要的工作。
（一）嵌入式系统的相关技术一个完整的嵌入式系统主要由嵌入式计算机、操作系统与应用软件所组成，近年来，随着科学技术的不断发展，嵌入式系统、计算机技术、大规模集成技术等高新技术得到了有效发展，上述技术产品的实用性不断提高，这种情况的出现不仅使嵌入式系统设计的应用范围不断扩大，还使其使用效果得到了有效的提升。
PS2到db-9串口通讯之接线方式（调试嵌入式系统，通讯要求长度1米以内，计算机为db-9串口，嵌入式主机为ps2接口，通讯协议rs232）。
要从PS2改到RS232串口，只需要将 1_TX、 4_GND、 6_RX三条线。
（1）接到串口的RX，(6)接到串口的TX，（4）接到串口的GND。
注意的一点是RS232的通讯协议需将发送端与接收端交叉连接（切记）。
另PS2 针脚图RS232 针脚图附录：电脑主板常用接口介绍定义PS2、USB接口、网卡、串口、并口、VGA针脚定义以下为仅为主板各接口的针脚定义，外接出来的设备接口则应与主板对应接口针脚定义相反，如鼠标的主板接口定义为6——数据，4——VCC，3——GND，1——时钟，鼠标线的接口定义则与之相反为5——数据，3——VCC，4——GND，2——时钟；其他外接设备与此相同。
刚接触电脑的朋友面对着计算机后背那密密麻麻的各种接口和一大把连接线往往会不知所措；接触电脑久的朋友有的时候想搞一些小点子，但常常会找不到各种接口的针脚定义；如果你有以上的经历，那么这一篇文章想必会给您带来一点帮助，那就是外部接口大集合。
首先是ATX 20-Pin电源接口电源接口，根据下图你可方便判断和分辨。
现在为提高CPU的供电，从P4主板开始，都有个4P接口，单独为CPU供电，在此也已经标出。
鼠标和键盘绝大多数采用PS/2接口，鼠标和键盘的PS/2接口的物理外观完全相同，初学者往往容易插错，以至于业界不得不在PC'99规范中用两种不同的颜色来将其区别开，而事实上它们在工作原理上是完全相同的，从下面的PS/2接口针脚定义我们就可以看出来。
上图的分别为AT键盘（既常说的大口键盘），和PS2键盘（即小口键盘），如今市场上PS2键盘的数量越来越多了，而AT键盘已经要沦为昨日黄花了。
因为键盘的定义相似，所以两者有共同的地方，各针脚定义如下：1、DATA 数据信号2、空3、GND 地端4、＋5V5、CLOCK 时钟6 空（仅限PS2键盘）USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)接口是由Compaq、IBM、Microsoft等多家公司于1994年底联合提出的接口标准，其目的是用于取代逐渐不适应外设需求的传统串、并口。
《面向ZYNQ嵌入式平台的EtherCAT通信协议栈设计与实现》一、引言随着工业自动化和智能制造的快速发展，EtherCAT （Ethernet for Control Automation Technology）通信协议因其高带宽、低延迟和易扩展的特性，在嵌入式系统中得到了广泛应用。
本文将详细介绍面向ZYNQ嵌入式平台的EtherCAT通信协议栈的设计与实现过程，通过对其体系结构和功能的全面描述，旨在为相关开发人员提供一定的参考。
二、EtherCAT协议概述EtherCAT是一种实时以太网通信协议，其核心思想是将实时控制任务的数据传输与标准以太网进行无缝集成。
EtherCAT协议通过分布式时钟和状态机机制，实现了对数据的高效、实时传输。
在嵌入式系统中，EtherCAT协议的应用能够显著提高系统的响应速度和数据处理能力。
三、ZYNQ嵌入式平台简介ZYNQ嵌入式平台是一款基于Xilinx FPGA和ARM Cortex-A9处理器的嵌入式系统。
其具有高性能、低功耗的特点，广泛应用于工业控制、医疗设备、智能交通等领域。
在ZYNQ平台上实现EtherCAT协议，能够更好地满足实时性、稳定性和可扩展性的需求。
四、EtherCAT通信协议栈设计1. 整体架构设计EtherCAT通信协议栈的设计包括物理层、数据链路层、网络层和应用层。
其中，物理层负责与硬件设备进行数据传输；数据链路层负责帧的封装与解析；网络层负责数据的路由与转发；应用层则提供丰富的接口供上层应用使用。
2. 详细设计（1）物理层设计：物理层采用标准的以太网物理层芯片，通过MII/GMII接口与ZYNQ平台进行连接。
（2）数据链路层设计：数据链路层负责将上层数据封装成EtherCAT帧，并实现帧的发送与接收。
此外，还需要实现分布式时钟同步机制，以保证数据的实时性。
（3）网络层设计：网络层主要负责数据的路由与转发。
在EtherCAT协议中，网络层需要实现SDO（Service Data Object）访问和PDO（Process Data Object）通信等功能。
基于ENC28J60的以太网接口的设计与实现刘宗铭;卓振泰;何明华【摘要】面对各种各样的以太网接口设计,为了寻求一种简单而有效地网络接口,提出了一种基于ENC28J60的接口网络设计.ENC28J60符合IEEE802.3协议,不仅能提供以太网通信的相应功能,而且体积小,可以设计出较小的嵌入式网关.参照传输控制协议/网际协议,通过基于ENC28J60和单片机的网关的硬件设计与软件设计,实现了Internet与单片机的通信.分析表明:基于单片机和ENC28J60的网络接口具有接口简单,开发方便,成本低,十分适用于嵌入式系统,特别是基于嵌入式的智能家居控制系统的应用.【期刊名称】《电子器件》【年(卷),期】2013(036)006【总页数】5页(P919-923)【关键词】嵌入式网关;ENC28J60;TCP/IP协议;单片机【作者】刘宗铭;卓振泰;何明华【作者单位】福州大学物理与信息工程学院,福州350002;福州大学电气工程与自动化学院,福州350002;福州大学物理与信息工程学院,福州350002【正文语种】中文【中图分类】TP393随着计算机网络技术的快速发展，单个单片机系统越来越难以满足实际应用的需求，传统的单片机多机互联一般是基于RS232串行通信，该方式的通信速率较低，一般为9 600 bit/s;而且通信距离短，一般不能超过15 m［1］。
如今在智能家居、控制等领域，以单片机为核心的各种智能监控、测试系统因其高性价比等原因正得到越来越广泛的应用，尤其是智能家居系统远程监控的提出，将家居监控控制系统与互联网的结合推向了新的高层。
而智能家居的联网就需要有一个高效、稳定，主要是廉价的以太网接口设备［2-3］。
以太网是目前应用非常广泛的网络通信技术，借助以太网技术实现单片机与Internet的数据通信，此技术适应不同应用场合的需求，比如可以很好地解决传统的智能家居系统以太网接口的成本问题［4］。
第1篇一、实验背景随着科技的不断发展，嵌入式系统在各个领域得到了广泛的应用。
嵌入式系统是指将计算机技术应用于特定场合，以实现特定功能的计算机系统。
它具有体积小、功耗低、成本低等特点，是现代电子设备中不可或缺的部分。
为了让学生更好地掌握嵌入式系统的基础知识和实践能力，本实验课程旨在通过一系列实验，使学生了解嵌入式系统的基本原理和开发方法。
二、实验目的1. 理解嵌入式系统的基本概念和组成。
2. 掌握嵌入式系统硬件平台的基本操作。
3. 熟悉嵌入式软件开发流程，包括编程、调试和部署。
4. 培养学生的实际操作能力和创新意识。
三、实验原理1. 嵌入式系统概述嵌入式系统是指将计算机技术应用于特定场合，以实现特定功能的计算机系统。
它通常由硬件和软件两部分组成。
硬件主要包括微处理器、存储器、输入/输出接口等；软件则包括操作系统、驱动程序、应用程序等。
2. 嵌入式系统硬件平台嵌入式系统硬件平台是嵌入式系统的物理基础，主要包括以下几部分：（1）微处理器：嵌入式系统的核心，负责执行指令和处理数据。
（2）存储器：包括ROM（只读存储器）、RAM（随机存储器）和Flash存储器等，用于存储程序和数据。
（3）输入/输出接口：用于实现嵌入式系统与外部设备之间的数据交换。
（4）外设：如显示器、键盘、鼠标、传感器等，用于实现人机交互。
3. 嵌入式软件开发嵌入式软件开发主要包括以下几个阶段：（1）需求分析：明确嵌入式系统的功能需求和性能指标。
（2）硬件选型：根据需求选择合适的硬件平台。
（3）软件开发：包括操作系统、驱动程序和应用程序的开发。
（4）编译与调试：将源代码编译成可执行文件，并在开发环境中进行调试。
（5）部署：将编译后的程序部署到嵌入式系统中。
4. 嵌入式系统调试嵌入式系统调试是软件开发过程中的重要环节，主要包括以下几种方法：（1）代码调试：通过设置断点、单步执行等方式，观察程序执行过程。
（2）逻辑调试：通过打印语句或调试工具，观察程序执行过程中的变量值和程序流程。
基于FPGA的PCI接口设计概述：一、PCI接口概述1.1PCI接口简介PCI接口是一种计算机外设接口，用于主机和外设之间的数据传输。
它提供了高带宽、低时延、高可靠性的特性，广泛应用在计算机系统、网络设备、嵌入式系统等领域。
1.2PCI接口结构PCI接口由5个主要组成部分组成：传统PCI总线、PCI桥、PCI设备、PCI主机、PCI系统。
1.3PCI接口工作原理PCI接口工作原理可以简单概括为：通过PCI总线来进行主机和设备之间的数据传输。
主机通过命令传输到设备的配置空间，设备通过数据传输到主机的内存空间，实现数据的读写。
2.1FPGA简介FPGA（Field Programmable Gate Array）是一种可编程逻辑器件，可以实现数字电路的快速设计和实现。
它具有灵活性、可配置性和高性能的特点，非常适合用于设计和实现各种接口。
2.2基于FPGA的PCI接口设计原理2.3基于FPGA的PCI接口设计步骤（1）PCI接口规范分析：了解PCI接口的规范和要求，包括信号线、时序等方面的要求。
（2）FPGA设计和开发：使用FPGA开发工具进行逻辑设计和开发，包括搭建逻辑电路、编写硬件描述语言代码等。
（3）PCI总线的实现：通过FPGA实现PCI总线的功能，包括命令传输、数据传输、时钟管理等。
（4）测试和验证：完成设计后，进行测试和验证，包括功能测试、性能测试等，确保设计符合PCI接口的规范。
2.4基于FPGA的PCI接口设计应用三、总结本文介绍了基于FPGA的PCI接口设计，包括PCI接口的概述、工作原理，以及基于FPGA的PCI接口设计的原理、步骤和应用。
基于FPGA的PCI接口设计可以实现高带宽、低时延、高可靠性的数据传输，具有广泛的应用前景。
未来，随着FPGA技术的发展和应用需求的增加，基于FPGA的PCI接口设计将发展得更加成熟和完善。
基于TCP /IP 的单片机网络接口硬件设计曾红娟1 吴兴华2(1.江西吉安802台,江西吉安343000;2.江西吉安801台,江西吉安343000)摘 要:设计主要任务是采用单片机控制网络接口芯片实现以太网接口,以便控制系统通过以太网实现网络化。
最重要的是嵌入式T CP/IP 协议在8位单片机上的实现,从而达到实现嵌入式以太网接口的目的。
嵌入式以太网的实质是在嵌入式系统的基础上实现网络化,使嵌入式系统能够实现T CP/IP 网络通信协议,接入以太网。
本设计详细介绍用硬件方式将嵌入式系统与T CP/IP 协议融合到一起。
关键词:单片机;T CP/IP;嵌入式;以太网中图分类号:TP 文献标识码:A 文章编号:1672 3198(2010)11 0285 021 引言单片机已经渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。
导弹的导航装置,飞机上各种仪表的控制,计算机的网络通讯与数据传输,工业自动化过程的实时控制和数据处理等等。
当今单片机厂商琳琅满目,产品性能各异。
常用的单片机有很多种:Intel8051系列、M otorola 和M 68H C 系列、Atmel 的AT89系列、Cygnal 系列、台湾Winbond (华邦)W78系列、荷兰Pilips 的PCF80C51系列、M icrochip 公司的PIC 系列等。
本设计选用Cygnal 系列的80C52单片机,与标准MCS-51指令系统及8052产品引脚兼容。
2 硬件总体设计整个设计需要的主要元件有:Cygnal 80C52单片机,RT L8019AS 芯片,74H C573锁存器,M AX232串行通信器,32KB RAM 62256存储器,20F001网络变压器,93C46,RJ -45水晶头等,原理框图如图1所示。
图1 硬件结构原理图80C52单片机作为整个嵌入式系统的实时控制核心,用RT L8019AS 作网络控制,采用74H C573进行数据保存,使用62256进行内存扩展,选择20F001作为隔离滤波器件,MAX232进行串行通信。
第22期2023年11月无线互联科技Wireless Internet Science and TechnologyNo.22November,2023作者简介:吕广喆(1987 ),男,陕西西安人,高级工程师,硕士;研究方向:嵌入式软件㊂面向嵌入式领域的分布式软总线设计与实现吕广,刘雨坤,刘㊀陶(中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所,陕西西安710000)摘要:随着计算机技术的快速发展,网络性能的不断提升,嵌入式系统中软件规模不断扩大,应用集成度逐渐增高,现有网络层所提供的通信接口㊁功能已不再满足多样化的应用需求,分布式软总线被越来越多地应用,不仅能够解决分布式通信问题,还要能够满足互操作的需求㊂文章重点研究现有的分布式通信技术,从而提出面向嵌入式领域的分布式软总线技术,该方案对实现跨平台的互联互通具有重要意义㊂关键词:嵌入式;跨平台;通信中图分类号:TP336㊀㊀文献标志码:A0㊀引言㊀㊀在分布式系统中,通信中间件是整个系统架构的核心技术,主要用于解决2方面的问题,一是解决不同子系统间的通信问题,屏蔽不同子系统间的差异为用户提供统一的通信接口;二是提供一种一致的方式,支持不同子系统间的交互[1]㊂分布式系统可按照集成程度进行分类:客户端服务器模式,一个网络应用由一个服务器组成,负责运行应用程序并使得其对远程程序可用,客户端可以发送请求给服务器,由服务器执行相应操作并返回执行结果;企业应用集成模型㊂该模型中,应用服务较为复杂,可对外提供独立的服务,不同的服务之间可以直接进行通信[2]㊂为了满足不同的需求,形成了多种技术㊂例如:远程过程调用(RPC)[3]㊁远程方法调用(RMI),面向消息的中间件(MOM),公共对象请求代理体系结构(Common Object Request Broker Architecture,CORBA)[4]和数据分发服务(Data Distribution Service,DDS)[5]等㊂还有许多集成度较高的中间件软件,例如:IBM ESB㊁Microsoft ESB㊁TARS,ServiceMix 等㊂本文基于对上述技术的分析与研究,提出面向嵌入式领域的分布式软总线技术方案㊂1㊀需求分析㊀㊀软件模块化㊁功能服务化已经成为国际上武器装备发展的趋势,软件提供的能力不再局限于某个单一的节点,而是通过网络覆盖到整个分布式系统之中㊂软件模块化㊁功能服务化的技术在国外发达国家早已开展了前期研究㊂软件通信体系结构(SCA)是一种开放式体系结构框架,可以指导设计师如何使硬件和软件各部分协调工作,是实现通信平台的组件可移植性㊁可互换性㊁互操作性㊁软件重用性㊁体系结构可缩放性的一种标准㊂未来机载能力环境(Future Airborne CapabilityEnvironment,FACE)技术,定义了通用的机载运行环境用以支持整个航空系统软件运行,还定义了模块化㊁功能服务化的软件组件的实现方式,提升组件的可移植性㊁重用性㊂针对分布式技术㊁软件模块化技术以及功能服务化技术衍生的通信㊁互操作需求以及嵌入式领域对实时性㊁服务质量㊁组网方式以及服务调用方式的特殊要求,本文将基于DDS 构建面向嵌入式领域的分布式软总线㊂2㊀总体方案㊀㊀软总线的设计是参照国外FACE 标准中对传输段的要求进行的,FACE 框架示如图1所示㊂操作系统段承载着不同的操作系统㊁运行时㊁框架接口,并为其他段的所有软件提供接口,如任务管理㊁任务间同步与通信管理㊁通信端口管理㊁存储管理㊁时间管理㊁健康监控等㊂I /O 服务段为平台指定服务段访问操作系统设备驱动中的数据提供支持㊂平台指定服务段是传统软件架构中与平台专用设备ICD 紧耦合的部分,这些软件的构建有利于提高可移植组件段中组件的可移植性㊂传输服务段中的组件和服务为可移植组件段和平台指定服务段之间以及可移植组件段或平台指定㊀㊀图1㊀FACE 框架服务段中不同的组件之间的数据传输提供支持㊂可移植组件段由一组可移植组件和公共服务组成,协同运行实现系统需要的平台级能力㊂3㊀设计与实现㊀㊀面向嵌入式领域的分布式软总线由2部分组成,基于发布订阅的数据分发服务和基于请求应答的互操作总线㊂其中基于发布订阅的数据分发服务是基础,具备Qos 管理能力㊁数据转换能力㊁配置能力;基于请求应答的互操作总线则是在发布订阅机制的基础上通过构建远程服务的调用过程㊂3.1㊀基于发布订阅的数据分发服务㊀㊀基于发布订阅的数据分发服务为航电系统提供完整的分布式通信解决方案,在商用软件产品的基础上进行功能的扩展,包括:传输段接口封装㊁传输插件设计与封装㊁操作系统适配以及配置工具功能扩展㊂基于发布订阅的数据分发服务具有以下优势:(1)有效地实现了应用与网络协议的解耦,为应用提供实时透明的传输服务;(2)能够感知节点的动态接入与退出,在系统重构以及动态组网环境下具有明显优势;(3)整个网络拓扑形态中不存在中心节点,不存在单点失效的问题;(4)提供了多种服务质量如:可靠传输㊁所有权选择㊁基于时间的过滤等,能够直接应用于网络不稳定㊁冗余备份㊁周期数据传输等特殊的应用场景中,应用程序无需进行改动,只需调整服务质量的配置即可,提升了应用开发效率;(5)提供了有效的工具用于工程实践,形成了应用间逻辑关系到网络层物理关系的有效映射㊂该架构包括传输段接口㊁数据分发服务(DDS)㊁操作系统以及配置工具4个部分㊂(1)传输段接口㊂参照FACE 标准对原有DDS 接口进行了封装,简化DDS 的初始化过程,使数据分发的操作简单易行㊂(2)数据分发服务是该系统的重要组成部分,支持以数据为中心的发布订阅以及发布订阅相关的服务质量㊂在扩展过程中,采用适配器模式设计了传输插件用于支持多种不同网络协议㊂(3)操作系统㊂目前基于发布订阅的数据分发服务可支持WindowsXP 和天脉系列操作系统,还可扩展㊂(4)配置工具㊂有效地解决了ICD 文件与主题定义文件之间的转换,提升了航电应用开发效率,能够生成DDS 所需的节点互联关系配置信息㊁传输段配置㊁主题定义文件㊂3.2㊀基于请求应答的互操作总线㊀㊀经典的互操作总线包括服务提供者㊁服务请求者以及服务注册中心㊂服务请求者作为一个应用程序组件㊁一个功能组件,可以是一个独立的结构也可以由几个组件组装而成㊂当需要某一服务时,向服务代理者发起查询请求,执行相应功能㊂服务注册中心用于管理服务,是服务发现的支持者,允许请求者查找服务提供者的接口㊂服务提供者实现具体的服务,通过数据总线将自己的服务和接口信息等发送到服务代理者,以便服务请求者可以发现和访问㊂本文在数据分发服务和利用在发布订阅通信机制的基础上,建立基于请求应答的互操作总线㊂相较于传统模型,基于请求应答的互操作总线,在主题与服务之间建立一对一的关系,服务的发现过程通过主题的发布订阅过程实现,不必建立独立的服务注册中心,减少了服务查询过程,在执行远程调用时能够直接将请求发送到服务端,提升了服务执行效率㊂其软件架构如图2所示㊂图2㊀基于请求应答的互操作总线方案服务请求端发送请求命令执行某种服务,并接收执行结果㊂服务执行端用于接收请求命令,执行服务,返回执行结果㊂基于发布订阅的远程服务调用需要涉及请求对象和应答对象㊂请求对象包含服务请求者发送服务请求命令;服务应答读者接收应答消息㊂应答对象包含服务请求读者接收服务请求命令;服务应答者发送服务执行结果的应答消息㊂4 结语㊀㊀软总线在工业制造㊁人工智能㊁航空航天㊁物联网㊁医疗㊁金融㊁交通等多个领域有着广泛的应用前㊀㊀景,当前国内外在通用领域已有成熟的软件产品和技术标准,但没有嵌入式的解决方案㊂本文提出的面向嵌入式领域的分布式软总线解决方案,既考虑了分布式通信的需求又提供了远程过程调用的能力,充分满足了嵌入式场景中互联互操作的需要,后续可在异构通信㊁组网方面开展进一步的研究㊂参考文献[1]HU G Q ,WEE P T ,WEN Y G.Cloud robotics :Architecture ,challenges and applications [J ].Network ,IEEE ,2012(3):21-28.[2]朱华勇,张庆杰,沈林成,等.分布式系统实时发布/订阅数据分发技术[M ].北京:国防工业出版社,2013.[3]PÉREZ H ,GUTIÉRREZ J J.A survey on standards for real -time distribution middleware [J ].ACM Computing Surveys (CSUR ),2014(4):49.[4]KANG W ,KAPITANOVA K ,SON S H.RDDS :a real -time data distribution service for cyber -physical systems [J ].IEEE Trans on Industrial Informatics ,2012(2):393-405.[5]ETXEBERRIA -AGIRIANO I ,CALVO I ,PÉREZ F ,et al.Mapping different communication traffic over DDS in industrial environments [J ].Information Systems and Technologies ,2011(5):15-18.(编辑㊀李春燕)Design and implementation of distributed soft bus for embedded domainLyu Guangzhe Liu Yukun Liu TaoXi an Aeronautical Computing Technique Research Institute AVIC Xi an 710000 ChinaAbstract With the rapid development of computer technology and the continuous improvement of network performance the software scale in embedded systems continues to expand and the application integration level gradually increases.The communication interfaces and functions provided by the existing network layer no longer meet diverse application needs.Distributed soft buses are being increasingly applied not only solving distributed communication problems but also meeting the needs of interoperability.This article will focus on studying existing distributed communication technologies and propose a distributed soft bus technology for the embedded field.This solution is of great significance for achieving cross platform interconnection and inter working.Key words embedded cross platform communication。
一种嵌入式网络接口设计
1 引言
随着Internet 的出现和以太网的迅速发展， 基于以太网的设备控制越来越多。目前市场
上大部分以太网控制器采用的封装均超过80 引脚， 如RTL8019AS、DM9008、CS8900A
等。这些器件不仅结构复杂， 面积庞大， 且系统开销较大。近来， Microchip推出全球
首枚28 引脚独立以太网控制器ENC28J60, 可为嵌入式系统提供低引脚数、低成本、精简
的远程通讯解决方案。
设计了以ENC28J60 为核心的以太网接口实现方案， 描述了该系统硬件架构的设计方法。
在简要介绍了以太网控制器ENC28J60 的结构、功能、外围电路的基础上， 对ENC28J60
与Atmega16 的SPI 通讯进行了阐述。此方案不仅成本低， 而且可以实现500Kbps 以上
的传输速率， 满足了嵌入式系统的Internet 控制要求。
2 ENC28J60 网络接口体系结构
ENC28J60 是带有行业标准串行外设接口(Serial PeripheralInterface, SPI)的独立以太网控制
器。它符合IEEE 802.3 的全部规范， 采用了一系列包过滤机制以对传入数据包进行限制。
它还提供了一个内部DMA 模块， 以实现快速数据吞吐和硬件支持的IP 校验和计算。与
主控制器的通信通过两个中断引脚(INT和WOL)和SPI 脚(SO、SI、SCK、CS)实现， 数
据传输速率高达10Mb/s.两个专用的引脚(LEDA、LEDB)用于连接LED, 进行网络活动状
态指示。图1 所示为ENC28J60 的典型应用电路。
ENC28J60 由7 个主要功能模块组成：SPI 接口， 充当主控制器和ENC28J60 之间通信
通道; 控制寄存器， 用于控制和监视ENC28J60; 双端口RAM缓冲器， 用于接收和发送
数据包; 判优器， 当DMA、发送和接收模块发出请求时对RAM缓冲器的访问进行控制;
总线接口， 对通过SPI 接收的数据和命令进行解析;MAC 模块：实现符合IEEE 802.3 标
准的MAC 逻辑; PHY 模块， 对双绞线上的模拟数据进行编码和译码。ENC28J60 还包
