基于LPC2200系列ARM处理器实现了TCP通信_信息化工程论文

(论文页数:47 字数:16708 带程序)摘要:随着Internet的发展和后PC时代的到来，嵌入式系统以其可靠性强、体积小、专用性、成本低等特性得到日益广泛的应用。目前嵌入式系统技术已经成为了最热门的技术之一。与此同时，一个独立的嵌入式系统的功能缺陷也逐渐暴露出来。新一代嵌入计算系统的功能集成和应用模式使之迅速向网络化嵌入计算的方向发展，标准和统一的TCP/IP通信协议是独立于任何厂家的硬件的，因此嵌入环境下的实时网络通信成为嵌入计算技术研究的重点和热点。
本文首先介绍了嵌入式系统的特点及其广泛的应用，并在此背景下嵌入式Internet技术的飞速发展。接着详述了LPC2200系列ARM处理器的特性、EasyARM2200实验板功能特点以及Easy JTAG 仿真器性能。同时重点论述了实现网络通信的关键技术TCP/IP网络协议，最后分析了利用网络接口控制芯片RTL8019AS实现ARM处理器与以太网之间通信的软、硬件方法。
由于电子技术和计算技术的发展，嵌入式系统核心——微处理器或者微控制器的性价比不断提高，嵌入式系统的功能需求日益复杂。同时，网络技术的迅速发展为嵌入式设备网络化提供必要的网络基础设施，针对嵌入式设备连接到网络的各种协议标准已经制定出来，用于组建各种家庭设备网络、个人信息网络、小型办公网络。实现嵌入式系统与Internet的通信，是嵌入式Internet技术的基础。网络应用已经成为嵌入式系统的新兴应用领域，在不久的将来连接到网络的嵌入式产品将提供更广阔的市场和应用前景。
关键词：嵌入式Internet技术,ARM处理器,TCP/IP网络协议,网络接口控制芯片RTL8019AS
Abstract: With the development of Internet and the arrival of Post-PC times, the application of embedded system becomes popular. Now embedded technology has been the focal point of research. Embedded system has been introduced into more and more application areas for its inherent characteristics such as high reliability, small cubage and low costs. However, defects of a single embedded system have also exposed gradually within appliance. New generation of embedded computing system mostly features at functionality integration and embedded network computing, which Communication protocols is ready and open, the equipment can be the part of the Internet by TCP/IP protocols and promotes more attention and interesting into real-time network communication between embedded systems.
This text has introduced the characteristic of the embedded system and extensive application at first, and the development at full speed of embedded Internet technology under this background .Then has introduced characteristic .EasyARM2200 experiment board function characteristic and EasyJTAG artificial device performance of LPC2200 series ARM processor. Detail the key technology TCP/IP procotol of realizing network communication at the same time , recommended utilizing interface of the network to control chip RTL8019AS to realize the communication software and hardware method between ARM processor and Ethernet finally.
Because of the development of electronic technology and computing technology, an embedded systematic core --Microprocessor or little cost performance of controller raise constantly, embedded function of system demand complicated day by day. Meanwhile, the rapid development of the network technology offers the essential network infrastructure for the fact that the embedded equipment is networked, various kinds of agreement standards to the embedded equipment connected to the network have already been made and fixed, used for setting up the equipment network of various kinds of families, personal information network, handling official business the network small-scaly. Realizing the communication of embedded system and Internet, is the foundation of embedded Internet technology. Network application has already become the new developing application of the embedded system, the embedded products that will be connected to the network in the near future will offer the wider market and use prospect .
Keywords: Embedded Internet ARM processor TCP/IP protocols interface of the network to control chip RTL8019AS

目录
1 绪论 1
1.1 嵌入式系统 1
1.1.1 嵌入式系统的特点 1
1.1.2 嵌入式系统的应用 2
1.2 嵌入式Internet技术 2
1.2.1 嵌入式Internet技术的发展阶段 2
1.2.2 嵌入式Internet技术的应用前景 3
2 基于ARM的嵌入式处理器LPC2200 3
2.1 ARM处理器 3
2.1.1 ARM处理器简介 3
2.1.2 ARM处理器系列 5
2.1.3 ARM处理器结构 7
2.2 LPC2200系列ARM处理器 8
2.2.1 LPC2200处理器简介 8
2.2.2 主要特性 9
2.3 EasyARM2200实验板功能特点 10
2.4 EasyJTAG 仿真器性能和特性介绍 13
3 关键技术TCP/IP协议 13
3.1 网络分层结构 13
3.1.1 OSI七层参考模型 14
3.1.2 TCP/IP参考模型 15
3.2 TCP/IP网络协议 16
3.2.1 嵌入式TCP/IP协议 17
3.2.2 IP协议 18
3.2.3 UDP/IP协议 19
3.2.4 ARP协议 20
4 TCP/IP网络接入嵌入式模块的硬件分析 21
4.1 网络接口控制芯片RTL8019AS 21
4.1.1 RTL8019AS芯片介绍 22
4.1.2 RTL8019AS芯片特性 22
4.2 网络嵌入式模块硬件结构 23
4.2.1 嵌入式系统中增加以太网接口的方法 23
4.2.2 硬件结构框图 23
5 TCP/IP网络接入嵌入式模块的软件分析 24
5.1 网络接入模块整体流程图 24
5.2 初始化ARM处理器程序 24
5.3 RTL8019AS初始化及应用程序 30
5.4 ARP协议初始化程序 32
5.5 TCP网络通信实现程序 33
6 系统实现..................................................................35
6.1 系统实现的步骤及过程分析................................................35
6.2 系统实现的结论及改进方向................................................38
致谢.................................................................39
参考文献...............................................................40
英文摘要...............................................................41
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1 绪论
1.1 嵌入式系统
嵌入式系统是一类以应用为中心，以计算机技术为基础，软件、硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。在一般意义上，嵌入式系统可以理解为以设备面目出现的计算机系统。
1.1.1 嵌入式系统的特点
与其他通用计算机系统相比，嵌入式系统的独特之处在于:
（1）专用性强
嵌入式系统适用于在特定的领域内完成特定功能，嵌入式系统的设计和实现均以应用为核心，以满足需求为最高目的。嵌入式系统的硬件和软件都必须针对具体应用而设计，作到量体裁衣，去除冗余。
（2）资源有限
嵌入式系统面向应用的特点，决定了其应用环境、应用方式以及实现功能的单一性。相对而言，嵌入式系统提供的可用资源也较为有限。一般来说，嵌入式系统的计算能力、存储能力等都不及通用计算系统那样充裕。
（3）有实时性要求
在许多嵌入式应用中，高实时性是系统的基本要求。例如，在航空、航天领域中，为了实现较高的控制自动化，必须应用嵌入式系统。而且这些应用领域通常都是对时间敏感的，需要系统能在给定的时间阀内作出响应。一个嵌入式系统通常都会是一个实时系统。
（4）联网成为必然趋势
嵌入式系统的应用日益普及的同时，单机系统的缺陷也逐渐暴露出来。单机系统在大规模、集群化应用中的缺陷主要表现在数据量小，数据来源单一，系统之间的相互通信困难。新一代嵌入计算系统的功能集成和应用模式使之迅速向网络化嵌入计算的方向发展，实时网络、嵌入Web等成为嵌入计算技术研究的重点和热点。
近年来，国内外对嵌入式系统的研究普遍予以关注。随着Linux等开放源码的操作系统的逐步完善和强大，嵌入式系统的核心技术被更多的企业和科研机构所掌握。在这样的研究背景下，将嵌入式系统全面推广到各个应用领域中以实现所谓的“Embedded Everywhere”，成为发展的新趋势。

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