DSP系统网络接入技术的研究与实现
摘要
随着通讯技术、网络技术和半导体技术的飞速发展，嵌入式技术与网络技术结合的条件已经非常成熟。并且为了提高产品性能，实现家用电器、工业控制装置或仪器、安全监控系统、汽车电子等各种智能设备的远程控制、维护和故障诊断功能，网络化已经成为嵌入式系统发展的一个重要趋势。
本文提出一种DSP系统结合嵌入式以太网接入模块的方案，实现了计算机网络与以DSP为核心的嵌入式系统的互连。以太网接入系统模块主要由8位单片机和RTL8019通用网络接口控制器组成，DSP系统只要和以太网接入系统模块中的单片机通过串口通信便可实现整个系统的网络接入功能。
由于目前嵌入式系统接入网络的主要困难在于TCP／IP协议栈的实现对于系统资源要求很高，嵌入式系统资源有限，因此在软件实现TCP／IP协议栈的过程中，需要对协议栈进行适当的裁减和优化。本文专门使用了一个章节对嵌入式TCP／IP协议栈进行了深入细致的研究和分析。
在硬件设计方面本文完成了以太网接口和DSP与单片机通过串口通信两部分硬件接口电路的设计，并详尽描述了各部分的相互关系及工作原理。
软件设计部分则分为DSP与单片机的串口通信程序、以太网接口驱动程序和TCP／IP协议栈程序三部分，本文对每一部分都分章节的做了详细的说明，并给出了程序实现的流程图。
最后，文章通过对实验测试结果的分析，得出了本课题研究的“嵌入式网络接入方法可以实现DSP系统与以太网实现互联”这一结论，从而使实现对DSP系统进行远程控制、维护等功能成为可能。
Along with development and popularization of communication technology,network technology and Semi-conductor technology,the case of embemded technology combining with network technology has become very mature.To realize long-distance control, maintenance and trouble diagnosis based on appliance wiring, industrial control equipment or the instrument, safety supervises and control system, car electronics etc,network has become a important trend of the development of embeded system.
A method ,which achieved the connection of DSP system with Ethernet interface and Internet,is given in this paper.The Ethernet interface module is made up of 8 bit MCU and network card chip RTL8019AS. DSP system connects with Ethernet by communicating with MCU in the Ethernet interface module
In the hardware designation, the circuit of hardware in communication between MCU and DSP and the Ethernet interface module are achieved in this paper.
System software designation is introduced in this paper,which is consisit of asynchronous serial communication between DSP and MCU program,the driver of network card and TCP/IP protocol program module.
Finally, by testing the system and the analysis of data, the method achieved in this paper can make DSP embedded system connect with Ethernet .So long-distance control and maitanace based on DSP embedded system also come true.
本文提出一种DSP系统结合嵌入式以太网接入模块的方案，实现了计算机网络与以DSP为核心的嵌入式系统的互连。以太网接入系统模块主要由8位单片机和RTL8019通用网络接口控制器组成，DSP系统只要和以太网接入系统模块中的单片机通过串口通信便可实现整个系统的网络接入功能。
由于目前嵌入式系统接入网络的主要困难在于TCP／IP协议栈的实现对于系统资源要求很高，嵌入式系统资源有限，因此在软件实现TCP／IP协议栈的过程中，需要对协议栈进行适当的裁减和优化。本文专门使用了一个章节对嵌入式TCP／IP协议栈进行了深入细致的研究和分析。
在硬件设计方面本文完成了以太网接口和DSP与单片机通过串口通信两部分硬件接口电路的设计，并详尽描述了各部分的相互关系及工作原理。
软件设计部分则分为DSP与单片机的串口通信程序、以太网接口驱动程序和TCP／IP协议栈程序三部分，本文对每一部分都分章节的做了详细的说明，并给出了程序实现的流程图。
最后，文章通过对实验测试结果的分析，得出了本课题研究的“嵌入式网络接入方法可以实现DSP系统与以太网实现互联”这一结论，从而使实现对DSP系统进行远程控制、维护等功能成为可能。
Along with development and popularization of communication technology,network technology and Semi-conductor technology,the case of embemded technology combining with network technology has become very mature.To realize long-distance control, maintenance and trouble diagnosis based on appliance wiring, industrial control equipment or the instrument, safety supervises and control system, car electronics etc,network has become a important trend of the development of embeded system.
A method ,which achieved the connection of DSP system with Ethernet interface and Internet,is given in this paper.The Ethernet interface module is made up of 8 bit MCU and network card chip RTL8019AS. DSP system connects with Ethernet by communicating with MCU in the Ethernet interface module
In the hardware designation, the circuit of hardware in communication between MCU and DSP and the Ethernet interface module are achieved in this paper.
System software designation is introduced in this paper,which is consisit of asynchronous serial communication between DSP and MCU program,the driver of network card and TCP/IP protocol program module.
Finally, by testing the system and the analysis of data, the method achieved in this paper can make DSP embedded system connect with Ethernet .So long-distance control and maitanace based on DSP embedded system also come true.
引文
[1] 戴明帧 周建江．TMS320C54X DSP结构、原理及应用．北京航空航天大学出版社．2001．
[2] 张雄伟 曹铁勇．DSP芯片的原理与开发应用(第2版)．电子工业出版社．2001．
[3] VC++6．0网络编程实作教程．北京希望电子出版社．2001
[4] 张勇 陈天霖．C/C++语言硬件程序设计-基于TMS320C5000系列DSP.西安电子科技大学出版社
[5] W.Richard Stevens.TCP/IP详解(卷1：协议)．范建华等译．北京：机械工业出版社，2000 4
[6] W.Richard Stevens.TCP/IP详解(卷2：实现TCP/IP)．陆雪莹等译。北京：机械工业出版社，2000．7
[7] Jean J.Labrosse.uC/0S-11-源码公开的实时嵌入式操作系统．邵贝贝译．北京：中国电力出版社，2001
[8] Androws Tanenbaum，AlbertS Woodbull．操作系统设计与实现[M]．第二版。北京：清华大学出版社，2001
[9] 胡道元．计算机局域网[M]．北京：清华大学出版社，1996
[10] 马忠梅等．单片机的C语言应用程序设计[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2001．2
[11] 李农．因特网技术在嵌入式系统中的应用．测控技术，19(4)，2002．15--16
[12] 王勇，姚亦峰，蒋兴浩等．嵌入式系统接入Internet的技术研究．计算机工程与应用，37(4)，2001：29—30
[13] 仇玉章等．32位微型计算机原理与接口技术[M]．清华大学出版社2000
[14] 谭浩强．C程序设计．北京，清华大学出版社．1995
[15] 师明珠。嵌入式应用系统软件设计技术研究。计算机工程与应用，38(7)，2002，127--129
[16] 老古开发网单片机与RTL8019的以太网解决方案．http://www.laogu.com/
[17] Tim Parker. Teach Yourself TCP/IP in 14 Days(Second Edition).Dean Miller Comments Department Sams Publishing 201 W. 103rd Street Indianapolis, IN 46290
[18] EasyWeb:Tiny TCP/IP Stack and Web Server. http://www.keil.com/
[19] Rodger Richey .Using Embedded Web Servers within Applications. Applications Manager, Microchip Technology Inc, USA
[20] uIP-A Free Small TCP/IP Implementation for 8 an8 16 bit Microcontrollers. http://www.dunkels.com/
[21] Shear, David, Putting an Embeded system Internet, EDN. 1997(9):45-46
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[23] Dave Harrold, Ethernet Evewhere, http://www, isa. org/BookStore/1998.04
[24] Jonas Berge, Ethernet In Process Control, Industry Ethernet Book, Issue 3, http//:www.indusrial-neworking.com
[25] Doulas E. Comer. Internet Working with TCP/IP Volumel:Principles
[26] David Hudson. Software Vital in Net-Linked MCU Apps. http://www.eetimes.com,2001,8
[27] 李朝青编著．PC机及单片机数据通信技术．北京：北京航空航天大学出版社，2000．45—132
[28] Richard Heathfield．标准C语言实用全书．北京：电子工业出版社，2001．
[29] 林锐等．高质量程序设计指南—c++/C语言．北京电子工业出版社，2002
[30] 李刚．数字信号处理器的原理及其开发应用[M]．天津：天津大学出版社，2000．24-143
[31] 刘益成．TMS320C54X DSP应用程序设计与开发．2002．120—189
[32] 郑红，吴冠．TMS320C54X DSP应用系统设计[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2002
[33] 戴逸民，梁晓霞．基于DSP的现代电子系统设计[M]．北京：电子工业出版社，2002．
[34] 朱铭皓，赵勇，甘泉．DSP应用系统设计[M]．北京：电子工业出版社，2002．
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[39] 曹宇，魏丰，胡士毅．用51单片机控制RTL8019AS实现以太网通信[J]．电子应用技术2003，29(1)：21-23
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