嵌入式系统接入Internet的研究
摘要
随着时代的发展，新兴的电子应用系统——嵌入式系统，以其明显的体积小，价格低，专用性能高的优势，越来越受到人们的重视和亲睐。当今社会的另一主流趋势是信息共享．如何将两者结合起来已成为当今信息界关注的焦点。
本文首先比较了网络信息共享在计算机应用领域和电子应用领域中的现状。针对后一领域在这方面的不足，以及人们对此领域能具备这一功能的需求和期盼，提出了如何增强电子应用领域网络信息共享能力的办法——将嵌入式系统接入Internet。在给出了嵌入式系统的主要构成和Internet的定义之后，本文还讨论了实现这一设想的可行性，具体办法和关键问题。考虑到现有的实际条件，各种办法的优缺点，以及实现的相似性，本文最终提出了通过以太网将嵌入式系统连入Internet的设计方案。
OSI网络模型是网络通信系统设计的依据，本文针对嵌入式系统的特点，对OSI网络模型的各个层次及每层的实现协议进行了适当选取，并详细介绍了嵌入式系统上网最小开销系统的几个必不可少的协议。RTL8019AS作为以太网的核心网络接口控制芯片，是硬件上嵌入式系统和Internet的关键接口部件。它完成嵌入式系统网络数据的收发功能。
在对网络协议和网络接口控制芯片进行充分分析和研究的基础上，本文就本次设计所涉及的两个子系统——嵌入式系统和远程监控计算机系统，分别给出了详细的实现方案。特别是对嵌入式系统的软件部分，TCP／IP协议族的合适选取，每个必不可少协议的适当裁减，以及对某些特殊处理(如路由问题，嵌入式系统在网络中的角色问题等等)都做了详尽阐述。
在本文的最后，以图形的直观方式展示了系统的运行结果。并应用第三方抓包软件Sniffer检验了整个系统的网络通信过程。
With the times development, a burgeoning electronic application system, embedded system, is being attached more and more importance, for its obviously little volume, low price, and excellent special performance. Today's another main trend is information sharing. How to combine these two technologies has been a focus in today's information field.
The actuality of network information sharing in both computer application field and electronic application field is compared in this paper. Aiming at the scarcity, the requirement and the expectation, a measure to improve the ability of network information sharing in electronic application field is put forward, which is connecting embedded system to Internet. After showing the main structure of embedded system and the definition of Internet, the possibility, realization measures and key problems of this assumption are also discussed in this paper. Considering the reality, the similarity, the advantages and disadvantages of all measures, a design plan of connecting embedded system to Internet through Ethernet is put forwarded at last.
Network communication system is designed according to the OSI network model. In this paper OSI network model's layers and each layer's protocols have been
embedded system and long-distance supervising computer system, is showed in this paper. Especially for the embedded system's software part, the proper filtration of TCP/IP protocol family, the curtailment of each absolutely necessarily protocol and some special disposal (such as routing problem, the role of embedded system in network etc.) are all be discussed in detail.
In the last part, the whole system's running result is showed graphically. And the whole network communication procedures are checked by Sniffer, a 3rd part network data catching software.
本文首先比较了网络信息共享在计算机应用领域和电子应用领域中的现状。针对后一领域在这方面的不足，以及人们对此领域能具备这一功能的需求和期盼，提出了如何增强电子应用领域网络信息共享能力的办法——将嵌入式系统接入Internet。在给出了嵌入式系统的主要构成和Internet的定义之后，本文还讨论了实现这一设想的可行性，具体办法和关键问题。考虑到现有的实际条件，各种办法的优缺点，以及实现的相似性，本文最终提出了通过以太网将嵌入式系统连入Internet的设计方案。
OSI网络模型是网络通信系统设计的依据，本文针对嵌入式系统的特点，对OSI网络模型的各个层次及每层的实现协议进行了适当选取，并详细介绍了嵌入式系统上网最小开销系统的几个必不可少的协议。RTL8019AS作为以太网的核心网络接口控制芯片，是硬件上嵌入式系统和Internet的关键接口部件。它完成嵌入式系统网络数据的收发功能。
在对网络协议和网络接口控制芯片进行充分分析和研究的基础上，本文就本次设计所涉及的两个子系统——嵌入式系统和远程监控计算机系统，分别给出了详细的实现方案。特别是对嵌入式系统的软件部分，TCP／IP协议族的合适选取，每个必不可少协议的适当裁减，以及对某些特殊处理(如路由问题，嵌入式系统在网络中的角色问题等等)都做了详尽阐述。
在本文的最后，以图形的直观方式展示了系统的运行结果。并应用第三方抓包软件Sniffer检验了整个系统的网络通信过程。
With the times development, a burgeoning electronic application system, embedded system, is being attached more and more importance, for its obviously little volume, low price, and excellent special performance. Today's another main trend is information sharing. How to combine these two technologies has been a focus in today's information field.
The actuality of network information sharing in both computer application field and electronic application field is compared in this paper. Aiming at the scarcity, the requirement and the expectation, a measure to improve the ability of network information sharing in electronic application field is put forward, which is connecting embedded system to Internet. After showing the main structure of embedded system and the definition of Internet, the possibility, realization measures and key problems of this assumption are also discussed in this paper. Considering the reality, the similarity, the advantages and disadvantages of all measures, a design plan of connecting embedded system to Internet through Ethernet is put forwarded at last.
Network communication system is designed according to the OSI network model. In this paper OSI network model's layers and each layer's protocols have been
embedded system and long-distance supervising computer system, is showed in this paper. Especially for the embedded system's software part, the proper filtration of TCP/IP protocol family, the curtailment of each absolutely necessarily protocol and some special disposal (such as routing problem, the role of embedded system in network etc.) are all be discussed in detail.
In the last part, the whole system's running result is showed graphically. And the whole network communication procedures are checked by Sniffer, a 3rd part network data catching software.
引文
1．Behronz A. Forouzan & Sophia Chung Fegan TCP/IP协议族 2001 清华大学出版社
2．Douglas E. Comer CP/IP进行网际互连 第一卷：原理，协议与结构 2001 电子工业出版社
3．Douglas E. Comer & David L. Stevens CP/IP进行网际互连 第二卷：设计，实现与内核 2001 电子工业出版社
4. Realtek Full-Duplex Ethernet Controller with Plug and Play Function (RealPNP) SPECIFICATION REALTEK SEMI-CONDUCTOR CO., LTD. HEAD OFFICE LS003.8 2000.08.20
5．褚建平 刘彦舫 计算机网络技术实用教程 2000 电子工业出版社
6．Raymond Greenlaw & Ellen Hepp 英特网和万维网的基本原理与技术 2001 清华大学出版社
7．高志远 计算机网络实用技术 1998．11 华中理工大学出版社
8. i2Chip W3100A Technical Datasheet v1.0 www.i2Chip.com
9．胡道元 计算机局域网 1996 清华大学出版
10．嵌入式系统：后PC时代的擎天之柱 2002.1.7 www.yesky.com
11．黎洪松 计算机网络技术 1996 电子工业出版社
12．王同胜 杨丽英 翁瑞琪 计算机网络技术 1996 国防工业出版社
13．张公忠 陈锦章 当代组网技术 2000 清华大学出版社
14．Uyless Black 英特网高级技术 2001 电子工业出版社
15．E-Link数据传输器使用说明书 西安北斗星数码信息股份有限公司
16．智能仪表的ISP技术与Internet接入 www.jicheng.net.cn
17. Using Linux to Implement 8- and 16- Bit Device Networking Solutions Glen Mannem Ware, Inc.
18. Triscend E5tm+Ethernet Ethernet Connectivity for 8-bit Applications www.trisend.com
19. Wildcat (BL2000) C-Programmable Single-Board Computer with Ethernet User's Manual 019-0094·011015-E www.zworld.com
20．许华杰 明健 基丁SX单片机实现WebServer和网络协议栈 《单片机与嵌入式系统
应用》
21. An Introduction to TCP/IP For Embedded System Designers http://www.zworld.com
22. Rabbit 2000~(TM) Microprocessor www.rabbitsemiconductor.com
23. Functional Specification S-7600A TCP/IP Network Protocol LSI Seiko Instruments USA Inc.
24．白鹏 VISUAL BASIC高级编程技巧控件篇 1999 西安交通大学出版社
25. iSX Web Server Implementation With Ethernet As The Physical Layer www.scenix.com
26．家用电器上网的意义、现状和实现方法 武汉力源电子股份有限公司IC信息部
27. iChip CO561AD-S iChip CO561AD-C iChip LAN CO561AD-L Datasheet Ver. 5.20 http://www.connectone.com
28．William Stallings局域网与城域网(第六版) 2001.4 电子工业出版社
29．王群、张斌 局域网基础 2001．7 重庆大学出版社
30．李腊元 计算机局域网络理论及技术 1997．4 国防工业出版社
31．Douglas E.comer 计算机网络与互联网 1998．4 电子工业出版社
32．彭澎 计算机网络实用教程 1997．2 电子工业出版社
33．王能、徐进鸿 实用Internet教程 1996．7 上海交通大学出版社
34．Microsoft Windows CE通信模型 Microsoft 2001-12-19 www.yesky.com
35．南通教科网高速城域网网络方案 安托电脑网络系统有限公司 2000．4．19 www.enterasys.com.cn
36. Embedded TCP/IP Communications & Embedded Internet http://www.hitex.co.uk/tcpip
37．马忠梅、籍顺心 单片机的C语言应用程序设计(修订版) 1998 北京航空航天大学出版社
38. TCP/IP Protocol Software Protocol software for the implementation of TCP/IP in microcontroller systems http://www.ixxat.de/english/produkte/tcpip.shtml
39. TCP/IP or Not TCP/IP? http://www.netrino.com/connecting/2000-03/index.htm
40. webACE Server http://d116.com
41. lnternet Working http://www.netrino.com/connecting/2000-03/index.htm
2．Douglas E. Comer CP/IP进行网际互连 第一卷：原理，协议与结构 2001 电子工业出版社
3．Douglas E. Comer & David L. Stevens CP/IP进行网际互连 第二卷：设计，实现与内核 2001 电子工业出版社
4. Realtek Full-Duplex Ethernet Controller with Plug and Play Function (RealPNP) SPECIFICATION REALTEK SEMI-CONDUCTOR CO., LTD. HEAD OFFICE LS003.8 2000.08.20
5．褚建平 刘彦舫 计算机网络技术实用教程 2000 电子工业出版社
6．Raymond Greenlaw & Ellen Hepp 英特网和万维网的基本原理与技术 2001 清华大学出版社
7．高志远 计算机网络实用技术 1998．11 华中理工大学出版社
8. i2Chip W3100A Technical Datasheet v1.0 www.i2Chip.com
9．胡道元 计算机局域网 1996 清华大学出版
10．嵌入式系统：后PC时代的擎天之柱 2002.1.7 www.yesky.com
11．黎洪松 计算机网络技术 1996 电子工业出版社
12．王同胜 杨丽英 翁瑞琪 计算机网络技术 1996 国防工业出版社
13．张公忠 陈锦章 当代组网技术 2000 清华大学出版社
14．Uyless Black 英特网高级技术 2001 电子工业出版社
15．E-Link数据传输器使用说明书 西安北斗星数码信息股份有限公司
16．智能仪表的ISP技术与Internet接入 www.jicheng.net.cn
17. Using Linux to Implement 8- and 16- Bit Device Networking Solutions Glen Mannem Ware, Inc.
18. Triscend E5tm+Ethernet Ethernet Connectivity for 8-bit Applications www.trisend.com
19. Wildcat (BL2000) C-Programmable Single-Board Computer with Ethernet User's Manual 019-0094·011015-E www.zworld.com
20．许华杰 明健 基丁SX单片机实现WebServer和网络协议栈 《单片机与嵌入式系统
应用》
21. An Introduction to TCP/IP For Embedded System Designers http://www.zworld.com
22. Rabbit 2000~(TM) Microprocessor www.rabbitsemiconductor.com
23. Functional Specification S-7600A TCP/IP Network Protocol LSI Seiko Instruments USA Inc.
24．白鹏 VISUAL BASIC高级编程技巧控件篇 1999 西安交通大学出版社
25. iSX Web Server Implementation With Ethernet As The Physical Layer www.scenix.com
26．家用电器上网的意义、现状和实现方法 武汉力源电子股份有限公司IC信息部
27. iChip CO561AD-S iChip CO561AD-C iChip LAN CO561AD-L Datasheet Ver. 5.20 http://www.connectone.com
28．William Stallings局域网与城域网(第六版) 2001.4 电子工业出版社
29．王群、张斌 局域网基础 2001．7 重庆大学出版社
30．李腊元 计算机局域网络理论及技术 1997．4 国防工业出版社
31．Douglas E.comer 计算机网络与互联网 1998．4 电子工业出版社
32．彭澎 计算机网络实用教程 1997．2 电子工业出版社
33．王能、徐进鸿 实用Internet教程 1996．7 上海交通大学出版社
34．Microsoft Windows CE通信模型 Microsoft 2001-12-19 www.yesky.com
35．南通教科网高速城域网网络方案 安托电脑网络系统有限公司 2000．4．19 www.enterasys.com.cn
36. Embedded TCP/IP Communications & Embedded Internet http://www.hitex.co.uk/tcpip
37．马忠梅、籍顺心 单片机的C语言应用程序设计(修订版) 1998 北京航空航天大学出版社
38. TCP/IP Protocol Software Protocol software for the implementation of TCP/IP in microcontroller systems http://www.ixxat.de/english/produkte/tcpip.shtml
39. TCP/IP or Not TCP/IP? http://www.netrino.com/connecting/2000-03/index.htm
40. webACE Server http://d116.com
41. lnternet Working http://www.netrino.com/connecting/2000-03/index.htm