【正文】 接后，發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求給服務(wù)器，請(qǐng)求方式的格式為：統(tǒng)一資源標(biāo)識(shí)符 (URL)、協(xié)議版本號(hào)，后邊是 MIME(通用 Inter 郵件擴(kuò)充 )信息包括請(qǐng)求修飾符、客戶機(jī)信息和其它可能的內(nèi)容。其內(nèi)部 RAM 的存儲(chǔ)是分頁(yè)的，每 256 個(gè)字節(jié)稱為一頁(yè)。 對(duì)于己經(jīng)做在網(wǎng)卡上的 RTL8019AS 來說，它的 prom 是網(wǎng)卡在復(fù)位的時(shí)候從網(wǎng)卡上的 EEPROM(一般使用 93C46)里讀出來的。 RTL8019AS的 RAM中從 0x4000到 0x7fff共 16k字節(jié)的這段內(nèi)存是網(wǎng)絡(luò)接口芯片用來作為接收和發(fā)送數(shù)據(jù)包的緩沖區(qū)用的。實(shí)際在 RAM 的內(nèi)部還有一些總線仲裁的邏輯，這里也沒有畫出來。 RTL8019AS 的 DMA 總線大概在 10Mhz，而單片機(jī)的總線大概 1Mhz，所以在Remote DMA 的過程中不需要特別的等待時(shí)序。 6．劃分緩沖區(qū)為接收緩沖區(qū)和發(fā)送緩沖區(qū)，并建立接收緩沖環(huán)。 13．設(shè)置中斷屏蔽寄存器 IMR(0FH)為 0FFH，即屏蔽掉所有的中斷。 圖 RTL8019AS 數(shù)據(jù)包接收緩沖示意圖 第 18 頁(yè) RT18019AS 的 16k 的 RAM 中 哪些頁(yè)被用來做接收緩沖區(qū)，哪些頁(yè)被用來做發(fā)送緩沖區(qū)由兩個(gè)寄存器決定： PSTART(page start register)頁(yè)起始寄存器 PSTOP(page stop register)頁(yè)終止寄存器 在設(shè)置了接收緩沖區(qū)之后，那么接收到的第一個(gè)數(shù)據(jù)包放在哪里呢 ?這是由 CURR寄存器決定的。后兩個(gè)字節(jié)表示數(shù)據(jù)包的大小。 RTL8019AS 的數(shù)據(jù)包發(fā)送程序的編寫 數(shù)據(jù)包的發(fā)送部分也提供兩個(gè)接口函數(shù)，一個(gè)是 Send Packet Ready( )用來查詢 RTL8019AS 是否已將前面的數(shù)據(jù)包發(fā)送完，如果是則返回 1，否則返回 0 值。下面就是我設(shè)計(jì)的 TCP/IP 協(xié)議所支持的協(xié)議及該協(xié)議棧的性能指標(biāo)。在協(xié)議棧中實(shí)現(xiàn)這一功能主要是滿足我們的協(xié)議棧用在工業(yè)以太網(wǎng)時(shí)的需求。設(shè)計(jì)協(xié)議時(shí)，只需按照要求調(diào)用驅(qū)動(dòng)程序提供的封裝好的標(biāo)準(zhǔn)接口函數(shù)即可，底層的細(xì)節(jié)問題這里無需考慮。當(dāng)然也可以靜態(tài)的進(jìn)行設(shè)置，修改完后再重新編譯協(xié)議即可。同時(shí)還要把該 IP 地址、物理地址對(duì)添加到系統(tǒng) ARP 高速緩存中。下面是ICMP 包的定義： //ICMP definitions define ICMP_TYPE_CODE_OFS IP_DATA_OFS+0 //type of message define ICMP_CHKSUM_OFS IP_DATA_OFS+2 //check sum define ICMP_DATA_OFS IP_DATA_OFS+4 //data define ICMP_HEADER_SIZE 4 IP 協(xié)議的實(shí)現(xiàn) 針對(duì)嵌入式應(yīng)用的特點(diǎn)，本系統(tǒng)的 TCP/IP 協(xié)議棧的 IP 模塊不支持路由器對(duì)IP 模塊要求的功能，從而省去了 IP_Forward 程序的實(shí)現(xiàn)過程。 UDP 協(xié)議模塊把上層應(yīng)用程序傳來的數(shù)據(jù)包加上源端口和目的端口號(hào)，計(jì)算校驗(yàn)和并填充，然后發(fā)給 IP 模塊即可。 } /*如果整個(gè) UDP 首部為奇數(shù)字節(jié)，則加上剩余的字節(jié) */ If’(count 0) Sum+=* (unsigned char*)add 。 TCP 采取了很多機(jī)制來保證它的可靠性，比如 TCP 連接 第 29 頁(yè) 的建立與關(guān)閉機(jī)制、超時(shí)重傳機(jī)制、數(shù)據(jù)包確認(rèn)機(jī)制、流量控制機(jī)制等等。 //啟動(dòng)超時(shí)重發(fā)定時(shí)器 Seoket status=SOCK_ACTIVE。 圖 PC Ping 模塊系統(tǒng)的響應(yīng) 由于 ICMP 是封裝在 IP 報(bào)文中作為 IP 數(shù)據(jù)發(fā)送的，因此向協(xié)議發(fā)送 ICMP查詢報(bào)文時(shí)，如果能成功收到 ICMP 的應(yīng)答報(bào)文，則 IP 協(xié)議在功能上是正確的。繼續(xù)用 PING 命令給模塊系統(tǒng)發(fā)送 ICMP 的應(yīng)答報(bào)文，結(jié)果顯示與模塊系統(tǒng)IP 連接正常，且數(shù)據(jù)沒有丟失， IP 和 ICMP 協(xié)議得以驗(yàn)證。 第 31 頁(yè) 圖 PC 機(jī)與開發(fā)板連接圖 連接成功后，在 Socket 調(diào)試工具界面上點(diǎn)擊“發(fā)送文件”下的“發(fā)送”命令，將準(zhǔn)備好的測(cè)試文件發(fā)送到開發(fā)板，并利用 Sniffer 軟件進(jìn)行監(jiān)控，監(jiān)測(cè)結(jié)果如圖 所示。 圖 PC 端顯示響應(yīng) ARP 協(xié)議 由所輸入命令可以得到模塊系統(tǒng)的 IP 地址和硬件物理地址，顯示結(jié)果如圖 第 30 頁(yè) 所示。 //廣播方式發(fā) A即請(qǐng)求 Last Frame Sent=ARP_REQUEST。 TCP 協(xié)議的實(shí)現(xiàn) TCP協(xié)議的實(shí)現(xiàn)是整個(gè) TCP/IP協(xié)議中最復(fù)雜的一個(gè)。 while(count1) //以 16bit 為單位求累加和 {sum += * (unsigned short) add++。這里說的 IP 選路是指主機(jī)選路而不是路由器的選路，發(fā)送 IP 包前查看發(fā)送的目的 IP 地址是否和本機(jī)處在同一個(gè)子網(wǎng)中，如果是則直接發(fā)送，否則需要將 IP 包發(fā)送到默認(rèn)的路由器上。本系統(tǒng)的 ICMP 只要求實(shí)現(xiàn)很簡(jiǎn)單的功能，所以編程很簡(jiǎn)單。如果沒有找到，則會(huì)調(diào)用 ARP 協(xié)議模塊以廣播的形式發(fā)送 ARP 即請(qǐng)求，同時(shí)打開一個(gè)ARP 定時(shí)器，如果在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)沒有響應(yīng)的話，則將 IP 包以廣播的形式發(fā)送出去。通過修改這些全局參數(shù)，可以靈活的改變協(xié)議的某些重要特性，比如設(shè)定本地 IP 地址、網(wǎng)關(guān)地址、網(wǎng)絡(luò)掩碼，修改發(fā)送、接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的大小，改變 協(xié)議棧各種定時(shí)器的定時(shí)間隔等。 本課題協(xié)議的設(shè)計(jì)就是基于 TCP/IP 協(xié)議參考模型進(jìn)行的，如圖 所示。給客戶端提供一個(gè)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的手段。本章將重點(diǎn)給出 TCP/IP 協(xié)議的總體設(shè)計(jì)及各個(gè)協(xié)議的實(shí)現(xiàn)過程。 Read Packet 函數(shù)的工作流程如圖 所示。前 4 個(gè)字節(jié)的格式如下： Receive Status Next Packet Pointer Receive Byte Count 0 Receive Byte Count 1 圖 以太包前面 4 個(gè)字節(jié)的含義 第一個(gè)字節(jié)表示接收包的狀態(tài)，其內(nèi)容和 RSR 接收狀態(tài)寄存器的值完全一樣。當(dāng)然也可以配置成前面 52 頁(yè)用來接收，而后面的 12 頁(yè)用來發(fā)送。 11．設(shè)置 CR 為 21H，選擇寄存器頁(yè)面 0。 4．設(shè)置方式狀態(tài)寄存器 TCR(0DH)為 00H。 Remote DMA被打斷多久的時(shí)間取決于 FTI， FT0 的取值，其中 FT1 和 FT0 是 RTL8019AS 的 DCR 配置寄存器的位。沒有框住的部分 (左邊的部分 )，就是LocalDMA 即網(wǎng)絡(luò)控制器對(duì)其本身的 RAM 進(jìn)行讀寫的總線。如果沒有使用 93C46，那么 Prom 也是可以不使用的，這時(shí)要在 RTL8019AS的初始化程序中指定一個(gè)物理地址。這主要是為了適應(yīng) RTL8019AS 的 8 位和16 位的兩種數(shù)據(jù)總線寬度。下面只對(duì) RTL8019AS 進(jìn)行討論。它可以使瀏覽器更加高效，使網(wǎng)絡(luò)傳輸減少。 6) FIN 發(fā)端完成發(fā)送任務(wù)。只有 ACK 標(biāo)志為 1時(shí)，確認(rèn)序號(hào)字段才有效。 TCP 首部 TCP 數(shù)據(jù)被封裝在一個(gè) IP 數(shù)據(jù)包內(nèi)。 TCP 為應(yīng)用層協(xié)議提供了面向連接的、可靠的服務(wù)。如果不是全 1(即校驗(yàn)和錯(cuò)誤 )，那么 IP 就丟棄收到的數(shù)據(jù)報(bào)，但是 IP 層并不生成差錯(cuò)報(bào)文 ，而是由上層協(xié)議去發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)報(bào)的丟失并進(jìn)行重傳。 ◆ 協(xié)議字段：該字段表明 IP 數(shù)據(jù)報(bào)所采用的上層協(xié)議的類型。 . ◆ 服務(wù)類型： TOS(Type of Service)指服務(wù)是否是最小時(shí)延，最大吞吐量，最高可靠性，或最小費(fèi)用之中的一種。所謂無連接，是指每個(gè)分組都是獨(dú)立處理的，可能經(jīng)過不同的路徑，有的可能丟失，有的可能到達(dá)。如果查到匹配結(jié)點(diǎn)，則相應(yīng)的以太網(wǎng)地址被寫入以太網(wǎng)幀首部，數(shù)據(jù)包被加入輸出隊(duì)列等候發(fā)送。 到 達(dá) 的 I P 數(shù)據(jù) 包I P 模 塊U D P 協(xié) 議 T C P 協(xié) 議 I C M P 協(xié) 議 I G M P 協(xié) 議 圖 IP 數(shù)據(jù)報(bào)的去復(fù)用過程 數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議 數(shù)據(jù)鏈路層 (Data Link Layer)是 TCP/IP 協(xié)議族的最底層，它負(fù)責(zé)接受 IP 數(shù)據(jù) 第 6 頁(yè) 報(bào)并把數(shù)據(jù)報(bào)通過選定的網(wǎng)絡(luò)發(fā)送出去，或者從網(wǎng)絡(luò)上接收物理幀，抽取出 IP 數(shù)據(jù)報(bào)，交給 IP 層。它是由基于硬件層次上的四個(gè)概念性層次構(gòu)成，即應(yīng)用層 、傳輸層、 IP 層和數(shù)據(jù)鏈路層。 (5)聯(lián)機(jī)調(diào)試 ,完成各層協(xié)議的測(cè)試。這種應(yīng)用系統(tǒng)通過 Web chip 網(wǎng)絡(luò)芯片與 Gateway連接，再接入 Inter。 3）美國(guó) EmWare 公司提出嵌入式微互聯(lián)網(wǎng) EMIT（ Embedded Inter Technology）運(yùn)行技術(shù)，即嵌入式微型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將串口設(shè)備接入 Inter，實(shí)現(xiàn)基于 Inter的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、智能控制、上傳 /下載數(shù)據(jù)文件等功能。 而伴隨著 Inter 遍布于全世界的每個(gè)角落，對(duì)于大量低端的以 8051 系列微處理器為核心的小型嵌入式設(shè)備來說，把其作為一個(gè)簡(jiǎn)單的 WEB 服務(wù)器，借助于Inter 來傳送各種測(cè)量和控制信息，可以使人們?cè)谌魏螘r(shí)候，任何地方實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備 和數(shù)據(jù)，還可以在遠(yuǎn)方對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行診斷和軟件升級(jí)，具有快速、方便、可靠的特點(diǎn)。嵌入式 Web 服務(wù)器是嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用的重要方面。傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用以 PC 為中心，現(xiàn)在已開始轉(zhuǎn)向以嵌入式設(shè)備為中心，許多嵌入式設(shè)備嘗試著接入 Inter。 在嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用日趨流行的今天，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)微處理器的網(wǎng)絡(luò)接入是一個(gè)很有現(xiàn)實(shí)意義的問題，可以實(shí)現(xiàn)基于 Inter 的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程控制、自動(dòng)報(bào)警、上傳 /下載數(shù)據(jù)文件、自動(dòng)發(fā)送 Email 等功能，同 時(shí)也為 IST（ Inter Sensor Technology 網(wǎng)絡(luò)傳感器技術(shù)）、 HVAC（家庭環(huán)境自動(dòng)控制）、局部環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)、智能小區(qū)管理、網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)抄表等技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展提供技術(shù)保證。下面主要介紹一些國(guó)外公司在嵌入式 Inter 領(lǐng)域的研究狀況。此外，惠普公司應(yīng)用 標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)的嵌入式以太網(wǎng)控制器具備 10BaseT 接口，運(yùn)行 FTP/HTTP/TCP/UDP 協(xié)議，應(yīng)用于傳感器、驅(qū)動(dòng)器等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。 本課題要解決的主要問題 本文主要是針對(duì)以 RAT8019AS 單片機(jī)為硬件平臺(tái)的中低檔嵌入式系統(tǒng)，用 C5l編程語(yǔ)言開發(fā)一個(gè)適合小型系統(tǒng)使用的輕型嵌入式 TCP/IP協(xié)議。這些特性包括可靠傳輸數(shù)據(jù)、自動(dòng)檢測(cè)和避免網(wǎng)絡(luò)發(fā)生錯(cuò)誤的能力。 數(shù)據(jù)包在 TCP/IP 在協(xié)議棧中流動(dòng)的時(shí)候，也是由上至下或由下至上，逐層進(jìn)行傳輸?shù)?。?LLC 子層的實(shí)現(xiàn)一般是由網(wǎng)絡(luò)接口芯片的驅(qū)動(dòng)程序來完成的。 第 7 頁(yè) IP 層協(xié)議 IP 層主要提供傳輸層數(shù)據(jù)分片、封裝和路由功能以及控制報(bào)文的生成與傳送服務(wù)。普通的 IP首部長(zhǎng)為 20 個(gè) 字節(jié)，除非含有選項(xiàng)字段。利用首部長(zhǎng)度字段和總長(zhǎng) 度字段，就可以知道 IP 數(shù)據(jù)報(bào)中數(shù)據(jù)內(nèi)容的起始位置和長(zhǎng)度。為了計(jì)算一份數(shù)據(jù)報(bào)的 IP 檢驗(yàn)和，首先把檢驗(yàn)和字段置為 0。各種報(bào)文類型如下圖 所示。 TCP 協(xié)議包括：面向連接的服務(wù)、分組確認(rèn)、差錯(cuò)檢測(cè)、分組重傳、分組排序和流量控制。這兩個(gè)端口值加上 IP 首部中的源端 IP 地址和目的端 IP 地址組成四元組，可以唯一確定一個(gè) TCP 連接。 1) URG 緊急指針有效。 ◆ 校驗(yàn)和：校驗(yàn)和覆蓋了整個(gè) TCP 報(bào)文段，是一個(gè)強(qiáng)制性的字段，一定由發(fā)端計(jì)算和存儲(chǔ)，并由收端進(jìn)行驗(yàn)證。 第 13 頁(yè) 第 3 章 網(wǎng)絡(luò)接 口芯片的驅(qū)動(dòng) 在 OSI 網(wǎng)絡(luò)模型中，數(shù)據(jù)鏈路層的邏輯鏈路控制子層 (LLC)的部分工作是由網(wǎng)絡(luò)接口芯片驅(qū)動(dòng)程序來做的，其它部分則集成在網(wǎng)絡(luò)接口芯片中由硬件實(shí)現(xiàn)。 RTL8019AS 的內(nèi)