【文章內(nèi)容簡介】 128位寬度接口 /加速器實現(xiàn)高達 60MHz的操作頻率。 外部 8或 16位總線 。 片內(nèi) Boot裝載程序?qū)崿F(xiàn)在系統(tǒng)編程（ ISP）和在應(yīng)用中編程（ IAP）。 Flash編程時間： 1ms可編程 512字節(jié)，扇區(qū)擦除或整片擦除只需 400ms。 EmbeddedICERT接口使能斷點和觀察點。當前臺任務(wù)使用片內(nèi) RealMonitor軟件調(diào)試時，中斷服務(wù)程序可繼續(xù)執(zhí)行。 嵌入式跟蹤宏單元（ ETM）支持對執(zhí)行代碼進行無干擾的高速實時跟蹤。 4路 10位 A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換時間低至 。 2個 32位定時器（帶 4路捕獲和 4路比較通道）、 PWM單元（ 6路輸出）、實時時鐘和看門狗。 多個串行接口，包括 2個 16C550工業(yè)標準 UART、高速 C接口（ 400 kbit/s）和 2個 SPI接口。 通過片內(nèi) PLL可實現(xiàn)最大為 60MHz的 CPU操作頻率。 向量中斷控制器。可配置優(yōu)先級和向量地址。 多達 46個通用 I/O口（可承受 5V電壓）， 12個獨立外部中斷引腳（ EIN和 CAP功能）。 片內(nèi)晶振頻率范圍： 1~30 MHz。 2個低 功耗模式：空閑和掉電。 通過外部中斷將處理器從掉電模式中喚醒。 可通過個別使能 /禁止外部功能來優(yōu)化功耗。 雙電源 － CPU操作電壓范圍： ~ V( V+/－ %) － I/O操作電壓范圍： ~ V( V+/－ 10%) （ 2） 結(jié)構(gòu)概述 西南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 LPC2114/2124/2212/2214包含一個支持仿真的 ARM7TDMIS CPU、與片內(nèi)存儲器控制器接口的 ARM7局部總線、與中斷控制器接口的 AMBA高性能總線（ AHB）和連接片內(nèi)外 設(shè) 功 能 的 VLSI 外 設(shè) 總 線 （ VPB ， ARM AMBA 總 線 的 兼 容 超 集 ） 。LPC2114/2124/2212/2214將 ARM7TDMIS配置為小端（ littleendian）字節(jié)順序。 AHB外設(shè)分配了 2M字節(jié)的地址范圍，它位于 4G字節(jié) ARM存儲器空間的最頂端。每個AHB外設(shè)都分配了 16k字節(jié)的地址空間。 LPC2114/2124/2212/2214的外設(shè)功能（中斷控制器除外）都連接到 VPB總線。 AHB到 VPB的橋?qū)?VPB總線與 AHB總線相連。 VPB外設(shè)也分配了 2M字節(jié)的地址范圍，從 。每個 VPB外設(shè)在 VPB地址空間內(nèi)都分配了 16k字節(jié)地址空間。 片內(nèi)外設(shè)與器件管腳的連接由管腳連接模塊控制。該模塊必須由軟件進行控制以符合外設(shè)功能與管腳在特定應(yīng)用中的需求。 ARM7TDMIS處理器 ARM7TDMIS是通用的 32位微處理器，它具有高性能和低功耗的特性。 ARM結(jié)構(gòu)是基于精簡指令集計算機 (RISC)原理而設(shè)計的。指令集和相關(guān)的譯碼機制比復(fù)雜指令集計算機要簡單得多。這樣使用一個小的、廉價的處理器核就可實現(xiàn)很高的指令吞吐量和實時的中斷響應(yīng)。 由于使用了流水線技術(shù)，處理和存儲系統(tǒng)的所有部分都可連續(xù)工作。通常 在執(zhí)行一條指令的同時對下一條指令進行譯碼，并將第三條指令從存儲器中取出。 ARM7TDMIS處理器使用了一個被稱為 THUMB的獨特結(jié)構(gòu)化策略，它非常適用于那些對存儲器有限制或者需要較高代碼密度的大批量產(chǎn)品的應(yīng)用。 在 THUMB后面一個關(guān)鍵的概念是“超精簡指令集”?；旧?， ARM7TDMIS處理器具有兩個指令集： 標準 32位 ARM指令集 16位 THUMB指令集 THUMB指令集的 16位指令長度使其可以達到標準 ARM代碼兩倍的密度，卻仍然保持ARM的大多數(shù)性能上的優(yōu)勢，這些優(yōu)勢是使用 16位 寄存器的 16位處理器所不具備的。因為 THUMB代碼和 ARM代碼一樣，在相同的 32位寄存器上進行操作。 THUMB代碼僅為 ARM代碼規(guī)模的 65%，但其性能卻相當于連接到 16位存儲器系統(tǒng)的相同 ARM處 理器性能的 160%。 西南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 LPC2114/2124/2212/2214方框圖 4. TCP/IP 協(xié)議下的網(wǎng)絡(luò)通信原理 網(wǎng)絡(luò)硬件 在這里只討論局域網(wǎng)， 現(xiàn)在局域網(wǎng)大多采用以太網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)，物理上由服務(wù)器、工作站、集線器、交換機、路由器、網(wǎng)卡、 RJ45 水晶頭、網(wǎng)線等組成 。 西南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 （ 1） 服務(wù)器和工 作站 大多數(shù)時候服務(wù)器是網(wǎng)絡(luò)的核心（當然對等網(wǎng)也可以沒有服務(wù)器）。作為普通的辦公、教學(xué)等應(yīng)用服務(wù)器可以采用一般配置較高的普通電腦，注意內(nèi)存和硬盤的容量應(yīng)適當大一點，主板、機箱等配件也應(yīng)選購名牌的產(chǎn)品，保證質(zhì)量穩(wěn)定可靠，而在顯卡、顯示器、多媒體等方面則不必過多花費。如果資金不存在問題，或應(yīng)用要求高（如證券交易），則最好采用專用的服務(wù)器。 專用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器與普通電腦的主要區(qū)別在于：專用服務(wù)器具有更好的安全性和可靠性、更加注重系統(tǒng)的 I/O 吞吐能力，一般采用了雙電源、熱拔插、 SCSI RAID硬盤等技術(shù)。當然 專用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的價格也不菲。 工作站實際上就是普通的電腦， 386 以上檔次的電腦都可作為組網(wǎng)的工作站。一般根據(jù)資金、應(yīng)用等具體情況使用當時流行配置的電腦作為工作站。網(wǎng)絡(luò)工作站可以不配置軟驅(qū)和光驅(qū)，而且硬盤可以選擇容量較小的，這樣不僅可以充分利用服務(wù)器的資源，節(jié)省資金，還可防止病毒感染，保證網(wǎng)絡(luò)安全。 （ 2） 網(wǎng)絡(luò)適配器（網(wǎng)卡） 網(wǎng)卡的主要作用是將計算機數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為能夠通過介質(zhì)傳輸?shù)男盘枴．斁W(wǎng)絡(luò)適配器傳輸數(shù)據(jù)時，它首先接收來自計算機的數(shù)據(jù)。為數(shù)據(jù)附加自己的包含校驗及網(wǎng)卡地址報頭，然后將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可通過傳輸介質(zhì) 發(fā)送的信號 。 RJ45 接口的網(wǎng)卡 總線結(jié)構(gòu)看， ISA 接口的網(wǎng)卡現(xiàn)在已基本被淘汰，普遍采用了 PCI 接口，另外還有PCMIA 接口的筆記本電腦專用網(wǎng)卡。網(wǎng)卡的端口方面，以前 BNC 頭（ T 形連接器，用于連接同軸電纜）和 AVI（粗纜連接器）曾被廣泛使用，目前已基本被淘汰。現(xiàn)在網(wǎng)卡主要采用 RJ45 連接器，類似普通的電話電纜連接器（ RJ11），但要大一些，它使用具有四對導(dǎo)線的雙絞線電纜。從數(shù)據(jù)傳輸方式看，現(xiàn)在網(wǎng)卡都支持全雙工模式，所謂 “全雙工 ”，簡單說就是指當 A 傳送數(shù)據(jù)給 B 時， B 同時也可以傳送數(shù)據(jù)給A。而網(wǎng)卡與主 機之間的數(shù)據(jù)傳輸方式，采用了 Bus Master 方式；可以不占用 CPU資源，因此速度很快。 西南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 網(wǎng)卡上的 RJ45 接口和指示燈 （ 3）傳輸介質(zhì)（網(wǎng)線） 常見的網(wǎng)線分細同軸線纜、粗同軸線纜和雙絞線、光纜等。以前同軸線纜采用較多，主要是因為同軸電纜組成的總線形結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)成本較低，但單條電纜的損壞可能導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)癱瘓，維護也難，這已經(jīng)是一種將近淘汰的網(wǎng)絡(luò)形式。 以下重點介紹雙絞線。根據(jù)最大傳輸速度的不同，雙絞線分為不同的類別： 3類、 5 類及超 5 類。 3 類雙絞線的速率為 10Mb/S， 5 類雙絞線的速率可達 100Mb/S，超 5 類更可達 155Mb/s 以上，可以適合未來多媒體數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨?。雙絞線還分為屏蔽雙絞線（ STP）和非屏蔽雙絞線（ UTP）， STP 雙絞線內(nèi)部包了一層皺紋狀的屏蔽金屬物質(zhì)，并且多了一條接地用的金屬銅絲線，因此它的抗干擾性比 UTP 雙絞線強，但價格也要貴很多。對于 UTP 雙絞線，阻抗值在 1MHZ 時通常為 100 歐姆，中心芯線 24AMG（直徑為 ）， 每條雙絞線最大傳輸距離為 100 米。 由于網(wǎng)線布線大多涉及到建筑結(jié)構(gòu)與內(nèi)部裝修，因此在布線完成后，如果想重新布線是非常困難的， 所以即使網(wǎng)卡等設(shè)備還是 10BaseT 的，但是在規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)時，應(yīng)該考慮到未來的需求，所以應(yīng)采用 5 類甚至超 5 類的雙絞線。 非屏蔽 雙絞線 和雙絞線配套使用的還有 RJ45 水晶頭，用于制作雙絞線與網(wǎng)卡 RJ45 接口間的接頭，其質(zhì)量好壞直接關(guān)系整個網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，不可忽視。 雙絞線的水晶頭 網(wǎng)絡(luò)軟件 （ 1）協(xié)議分層 為了減少 協(xié)議設(shè)計的復(fù)雜性，大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)都按層或級的方式來組織，每一層都建在它的下層之上。 不同的網(wǎng)絡(luò)，其層的數(shù)量、 各層的名字、內(nèi)容和功能都不盡相西南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 同。然而，在所有的網(wǎng)絡(luò)中，每一層的目的都是向它的上一層提供一定的服 務(wù)，而把如何實現(xiàn)這一服務(wù)的細節(jié)對上一層加以屏蔽。 一臺機器上的 第 N 層與另外一臺機子的第 N 層進行對話。通話的規(guī)則就是第 N層協(xié)議。協(xié)議基本上是通信雙方關(guān)于關(guān)于通信如何進行達成的一致。 下圖說明了一個 5 層的協(xié)議。不同的機器里包含對應(yīng)的層的實體叫對等進程。換言之，正是對等進程利用協(xié)議進行通信。 層、協(xié)議和接口 實際上 ，數(shù)據(jù)不是從 A 一臺機器的第 N 層直接傳送到另外一臺機器的第 N 層，而是每一層都把數(shù)據(jù)和控制信息交給它的下一層，直到最下層。第一層下面是物 理介質(zhì)，它進行實際的通信。 在 上圖 ，同層之間的雙向中間斷開的箭頭表示虛擬通信，實線表示物理通信。 每一對相鄰層之間都有一個接口。接口定義下層向上層提供的原語操作和服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)設(shè)計者在決定一個網(wǎng)絡(luò)應(yīng)包括多少層，每一層應(yīng)當作什么的時候，其中一個很重要的考慮就是要在相鄰層之間定義一個清晰的接口。為達到這些目的，又要求每一層能完成一組特定的有明確含義的功能。除了盡可能的減少必須在相鄰層之間傳第 5 層 第 3 層 第 1 層 第 1 層 第 4 層 第 2 層 第 2 層 第 3 層 第 4 層 第 5 層 物理介質(zhì) 主機 1 主機 2 第 5 層協(xié)議 第 4 層協(xié)議 第 3 層協(xié)議 第 2 層協(xié)議 第 1 層協(xié)議 西南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 遞信息的數(shù)量外，一個清晰的接口可以使同一層能輕易地 用一種實現(xiàn)來替換一種完全不同的實現(xiàn)，只要新的實現(xiàn)能向上層提供舊的實現(xiàn)所提供的同一 組服務(wù)就可以了。層和協(xié)議的集合被稱為網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。體系結(jié)構(gòu)的描述必須包含足夠的信息，使實現(xiàn)者可以用來為每一層編寫程序和設(shè)計硬件，并使之符合有關(guān)協(xié)議。協(xié)議實現(xiàn)的細節(jié)和接口的描述都不是體系結(jié)構(gòu)的內(nèi)容，因為它們都隱藏在機器內(nèi)部，對外部來說是不可見的。只要機器都能正確地使用全部協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)上所有機器的接口不必完全相同。某一系統(tǒng)所使用的協(xié)議列表，每層一個協(xié)議，被稱為協(xié)議棧。 （ 2）各層的設(shè)計問題 每一層 都需要識別發(fā)送方和接收方的機制。因為網(wǎng)絡(luò)中通常有很多計算機，其中一些有多個進程。某臺機器上需要建立連接的進程必須能有某 種手段來指定想和誰通信。因為有多個目標，所以需要有某種尋址手段來指明特定的目標。 另一組設(shè)計決策與數(shù)據(jù)傳送的規(guī)則有關(guān)。在某些系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)僅在一個方向上傳輸，即單工通信。在另一些系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)能在任意一個方向上傳輸，但不是同時傳輸，即半雙工通信。還有一些系統(tǒng)，數(shù)據(jù)能同時雙向傳輸，即全雙工通信。協(xié)議還需確定每條連接對應(yīng)多少條邏輯通道，它們的優(yōu)先級如何。在很多網(wǎng)絡(luò)中，每個連接至少提供兩條邏輯通道，一條給出正常數(shù)據(jù)，另外一條留給緊急數(shù)據(jù)。 物理通信并非 完美無缺的，所以差錯控制是另一個重要的問題。已知的檢錯和糾錯代碼有 多種，連接的雙方必須一致同意使用哪一種。另外，接收方還應(yīng)通知發(fā)送方哪些報文已經(jīng)被正確地接收到了，那些還沒有收到。 并不是所有的通信都能保持報文發(fā)送的先后順序。為了解決可能出現(xiàn)的順序錯誤，協(xié)議必須明確地保證接收方能夠把各報文按原來的順序重新組合在一起 。一個易于想到的方法是對這些信息編號。不過，這仍未解決收到順序錯誤報文時應(yīng)該怎么做的問題。 如何避免出現(xiàn) 高速發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)過快，使低速接收方難以應(yīng)付的局面這一問題在各層都存在。一些方案要求接收方向發(fā)送方直接或間接地反饋接收方地當前狀態(tài)。另一些方案是限制發(fā)送方以商定 的速率發(fā)送數(shù)據(jù)。 另一個必須在好幾層中解決的問題是，所有的進程都應(yīng)該能接收任意長的報文。這一特性要求我們能把報文分割、傳輸和重新組裝。與之相關(guān)的另一個問題是：當進程要傳送的數(shù)據(jù)單元 太 小時，發(fā)送的效率又太低 。這里的解決方案是把幾個傳向同一目標的短報文收集成一個長報文，然后在接收方再分解為原報文。 當 每一對通信進程建立一個獨立的連接不方便或不合算時， 可以利用下一層的同一連接為多個無關(guān)的對話服務(wù)。只要這種多路復(fù)用和解多路復(fù)用是透明的，任意一層都可以采用這種方法。比如，物理層需要多路復(fù)用，物理層上的所有連接的通信 量就只能在有限的幾條物理線 路 上 傳送。 西南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 （ 3）接口和服務(wù) 每一層中 的活動單元通常被稱為實體 。 實體既可以是軟件實體，也可以是硬件實體。不同機器上同一層的實體叫做對等實體。 N 層實體實現(xiàn)的服務(wù)為 N+1 層所利用。在這種情況下， N 層被稱為服務(wù)提供者， N＋ 1 層為服務(wù)用戶。 N 層利用 N－ 1 層的服務(wù)來提供它自己的服務(wù)。 服務(wù)是在服務(wù)接入點 SAP 提供給上層使用的。 N 層 SAP 就是 N＋ 1 層可以訪問N 層服務(wù)的地方。每個 SAP 都有一個唯一地標明它的地址。 相鄰層之間要交換信息，對接口必須有一致同