【正文】 理內(nèi)存的方法是采用實(shí)存儲(chǔ)器管理，通過(guò)地址總線對(duì)物理內(nèi)存進(jìn)行直接訪問(wèn)，程序中訪問(wèn)的地址都是實(shí)際的物理地址，所有的進(jìn)程都在一個(gè)運(yùn)行空間中運(yùn)行。在 ARM7TDMI 西南科技大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 　　　第 11 頁(yè)嵌入式處理器沒(méi)有 MMU 模塊。Linux 和 uClinux 本身并不支持實(shí)時(shí)性應(yīng)用，但是設(shè)計(jì)時(shí)候，對(duì) ucLinux 可以進(jìn)行實(shí)時(shí)性的修改，提供基于內(nèi)核空間和用戶空間的硬實(shí)時(shí)和軟實(shí)時(shí)的系統(tǒng)調(diào)用。 （2）操作系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性 實(shí)時(shí)系統(tǒng)是指一個(gè)系統(tǒng)在執(zhí)行時(shí)能夠?qū)ν獠?、異步發(fā)生的事務(wù)，于一定的時(shí)間采取響應(yīng) [17]，當(dāng)一個(gè)優(yōu)先等級(jí)高的進(jìn)程能夠獲得系統(tǒng)立即的、沒(méi)有延遲的服務(wù)而不需要等候任何進(jìn)程，而且在它奪取到 CPU 的使用權(quán)后，它可以一直執(zhí)行到工作結(jié)束或是有更高等級(jí)的進(jìn)程出現(xiàn)為止。 uClinux 系統(tǒng)一般采用 Romfs 文件系統(tǒng)，這種文件系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單、占用空間較少。通常的 Linux 系統(tǒng)，都需要占用上百兆的空間。操作系統(tǒng)選擇不正確，有可能導(dǎo)致系統(tǒng)根本無(wú)法運(yùn)行。（5）執(zhí)行效率執(zhí)行效率是另一個(gè)評(píng)價(jià)基準(zhǔn)。操作系統(tǒng)的穩(wěn)定性在操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初，就已經(jīng)由系統(tǒng)的設(shè)計(jì)構(gòu)想和編碼質(zhì)量決定了。（3）應(yīng)用軟件資源嵌入式操作系統(tǒng)在應(yīng)用過(guò)程中需要多方軟件支持，包括協(xié)議棧、設(shè)備驅(qū)動(dòng)以及一些應(yīng)用程序，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以方便的應(yīng)用這些軟件，或者只需要很少的 西南科技大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 　　　第 10 頁(yè)改動(dòng)就可以適用于新的平臺(tái)。通常所說(shuō)的資源主要是嵌入式芯片的內(nèi)存和 Flash。從應(yīng)用的角度來(lái)說(shuō)，選用一種穩(wěn)定可靠的微處理器是設(shè)計(jì)成功的關(guān)鍵。不帶 TCP/IP 協(xié)議族的 uCOSII 操作系統(tǒng)，自己構(gòu)建 TCP/IP 協(xié)議族，編寫上層 socket 通信模塊完成程序的通信。（2）方案 2包含操作系統(tǒng)，其中又分為帶 TCP/IP 協(xié)議族的操作系統(tǒng)和不帶 TCP/IP 協(xié)議族的操作系統(tǒng) [11]。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)上層通信模塊，通過(guò)調(diào)用 socket 函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)各種功能，包括數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送，數(shù)據(jù)的校驗(yàn)等等 [10]。設(shè) 西南科技大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 　　　第 9 頁(yè)計(jì)過(guò)程中，首先開發(fā)板的網(wǎng)絡(luò)芯片能夠正常工作，其次要完成通信就必須要有完善的通信的協(xié)議，根據(jù)系統(tǒng)的要求選擇合適的協(xié)議 [9]。要完成通信，就要完成系統(tǒng)底層硬件的驅(qū)動(dòng)等一系列的工作，首先啟動(dòng)宿主機(jī)和客戶機(jī)的操作系統(tǒng)Linux 和 uClinux，然后每個(gè)模塊加載網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，最后通過(guò) TCP/IP 協(xié)議建立雙方的通信鏈路，完成 Socket 通信，詳細(xì)情況如圖 所示 [8]。宿主機(jī)和開發(fā)板通過(guò) Switch 交換機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，宿主機(jī)一方作為服務(wù)器端，開發(fā)板作為客戶端，系統(tǒng)的原理如下圖 所示。由于嵌入式開發(fā)要結(jié)合軟件和硬件的詳細(xì)情況來(lái)操作，所以系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)該具有以下的幾種操作接口，第一用戶可以通過(guò)以 RJ45 的以太網(wǎng)對(duì)開發(fā)板和系統(tǒng)操作，其次用戶可以采用串口的方式對(duì)開發(fā)板的功能和運(yùn)行效果進(jìn)行操作，最后操作人員還可以通過(guò)開發(fā)板特有的 JTAG 對(duì)開發(fā)板進(jìn)行操作。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)，宿主機(jī)采用的是任意發(fā)行版本的 Linux 系統(tǒng)，但程序是采用標(biāo)準(zhǔn) C 語(yǔ)言來(lái)編寫，可以在不同的 Linux 系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)通信功能。嵌入式設(shè)備還具有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備標(biāo)識(shí)，也就是嵌入式設(shè)備有自己唯一的 IP 地址，只有這樣，才能完成 Inter 上網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的通信。2 需求分析 任務(wù)概述論文的主要工作，是選擇適當(dāng)?shù)那度胧介_發(fā)平臺(tái)和文件系統(tǒng)，建立交叉的編譯環(huán)境，構(gòu)建 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)體系，實(shí)現(xiàn)客戶端和服務(wù)器端的 socket 通信。 西南科技大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 　　　第 5 頁(yè)將嵌入式系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)結(jié)合起來(lái)，主要的困難在于網(wǎng)絡(luò)上的各種通訊協(xié)議對(duì)于計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器，運(yùn)算速度等的要求比較高，而嵌入式系統(tǒng)中除部分 32 位微處理器外，大量存在的是 8 位和 16 位的微處理器，如果要支持 TCP/IP 等 Inter協(xié)議將占用大量系統(tǒng)資源，或根本不可能實(shí)現(xiàn) [6]。 課題研究范圍及要達(dá)到的技術(shù)要求課題是基于 ARM 的嵌入式 socket 通信設(shè)計(jì)，研究的范圍包含：ARM 上uClinux 操作系統(tǒng)的移植、Linux 下 socket 通信的建立、交叉編譯環(huán)境下嵌入式socket 通信的實(shí)現(xiàn)等。這種網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和開發(fā)基本都是基于嵌入式技術(shù)的。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，可以進(jìn)行遠(yuǎn)程的家庭監(jiān)控，我們經(jīng)常使用的家用電器。在工業(yè)控制方面，嵌入式網(wǎng)絡(luò)可以有效可靠地進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和操作，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊模塊進(jìn)行協(xié)議的轉(zhuǎn)換，各個(gè)控制對(duì)象可以獨(dú)立為嵌入式網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)終端，這種控制可以做到有效、可靠和實(shí)時(shí)。當(dāng)然，還有經(jīng)常使用的 B2B 網(wǎng)上購(gòu)物、遠(yuǎn)程會(huì)診等等。（2）嵌入式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為工業(yè)控制領(lǐng)域設(shè)備的發(fā)展提供動(dòng)力基于嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，隨著嵌入式技術(shù)的迅猛發(fā)展，也得到了廣泛的應(yīng)用。（1）嵌入式網(wǎng)絡(luò)為終端設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化提供了保障如果將我們所有的終端設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，可以方便有效地進(jìn)行信息溝通和數(shù)據(jù)共享，同時(shí)也為管理者提供了一種有效的管理方式。以太網(wǎng)是使用最為廣泛的網(wǎng)絡(luò)，由于標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一，硬件的支持和配套，普通人員也可以使用，是信息交流和流通的重要渠道。比如我們經(jīng)常使用的CAN，485 總線等。 選題的目的和意義傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸和通訊，需要鋪設(shè)專用的介質(zhì)和電纜。它以應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，而且軟硬件可以裁剪，因而能滿足應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積和功耗的嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。我們使用的移動(dòng)設(shè)備，基本上都是基于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)的。目前，互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)開始普及，包括廣大的農(nóng)村，網(wǎng)絡(luò)成為了我們生活的一部分。在網(wǎng)絡(luò)通訊方面，嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的智能化與靈活性，從而實(shí)現(xiàn)各種通信系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通。 選題必要性當(dāng)前，計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)發(fā)展迅猛，特別是納米技術(shù)取得了重大進(jìn)展，嵌入式芯片的設(shè)計(jì)和開發(fā)也越來(lái)越迅速。手寫文字輸入、語(yǔ)音撥號(hào)上網(wǎng)、收發(fā)電子郵件以及彩色圖形、圖像都會(huì)使使用者獲得自由的感受。圖像界面，靈活的控制方式，使得人們感覺(jué)嵌入式設(shè)備就象是一個(gè)熟悉的老朋友。因此，既要軟件人員有豐富的硬件知識(shí)，又需要發(fā)展先進(jìn)嵌入式軟件技術(shù)，如 Java、Web 和 WAP 等?！?（4）精簡(jiǎn)系統(tǒng)內(nèi)核、算法，降低功耗和軟硬件成本。傳統(tǒng)的單片機(jī)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)支持不足，而新一代的嵌入式處理器已經(jīng)開始內(nèi)嵌網(wǎng)絡(luò)接口，除了支持 TCP/IP 協(xié)議，還有的支持IEEE139USB、CAN、Bluetooth 或 IrDA 通信接口中的一種或者幾種，同時(shí)也需要提供相應(yīng)的通信組網(wǎng)協(xié)議軟件和物理層驅(qū)動(dòng)軟件。（3）網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)成為必然趨勢(shì)。這就要求芯片設(shè)計(jì)廠商在芯片上集成更多的功能，為了滿足應(yīng)用功能的升級(jí)，設(shè)計(jì)師們一方面采用更強(qiáng)大的嵌入式處理器如 32 位、64 位 RISC 芯片或信號(hào)處理器 DSP 增強(qiáng)處理能力，同時(shí)增加功能接口，如 USB，擴(kuò)展總線類型，如CAN BUS，加強(qiáng)對(duì)多媒體、圖形等的處理，逐步實(shí)施片上系統(tǒng)(SOC)的概念。當(dāng)然，這也是市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果?！　∧壳昂芏鄰S商已經(jīng)充分考慮到這一點(diǎn)，在主推系統(tǒng)的同時(shí)，將開發(fā)環(huán)境也作為重點(diǎn)推廣。信息時(shí)代，數(shù)字時(shí)代使得嵌入式產(chǎn)品獲得了巨大的發(fā)展契機(jī)，為嵌入式市場(chǎng)展現(xiàn)了美好的前景，同時(shí)也對(duì)嵌入式生產(chǎn)廠商提出了新的挑戰(zhàn)。嵌入系統(tǒng)是一個(gè)片上系統(tǒng)，應(yīng)用空間巨大，在各個(gè)方面都可以應(yīng)用，比如工業(yè)控制領(lǐng)域、消費(fèi)電子、移動(dòng)通訊等，都得到了廣泛的使用。在可靠性方面，要求嵌入式系統(tǒng)的代碼執(zhí)行效率高，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，也別是在工業(yè)控制領(lǐng)域。基于 ARM7TDMI 的嵌入式芯片，在指令設(shè)計(jì)上使用是精簡(jiǎn)指令集，執(zhí)行效率高；使用三級(jí)流水技術(shù)，大大增強(qiáng)了嵌入式產(chǎn)品的性能 [1]。這樣做的主要目的是節(jié)約資源，讓嵌入式芯片發(fā)揮更大的作用。比如我們使用的手機(jī)產(chǎn)品，用戶有各種各樣的需求，有的看重的是移動(dòng)功能，有的看中的是娛樂(lè)功能，還有的看中的是導(dǎo)航功能。每一個(gè)嵌入式產(chǎn)品是不同的，使用不同的硬件和軟件，搭建自己的嵌入式操作系統(tǒng)，但是核心技術(shù)都是一樣的。嵌入式系統(tǒng)的基本技術(shù)仍然是計(jì)算機(jī)技術(shù)，包含軟件、硬件、操作系統(tǒng)等。關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng)；ARM7TDMI；socket；TCP/IP 西南科技大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 　　　第 II 頁(yè)AbstractThe embedded system is a plex system with the puter technology, semiconductor technology and electronic technology .It has been widely used in scientific research, engineering, national defense, automation and other fields. With the rapid development of work munication technology,our production and life requires the terminal to plete the work munication function in a wide range of embedded systems. The Paper select the ARM7 TDMI for embedded development platform, develop the embedded work munication terminal. Socket is a munication chain handle, and sends work request or response to work requests. It is used to describe the IP address and port for both TCP / IP based protocol to municate between applications,. The paper select LPC2200 embedded ARM as processor architecture, with the system need, design the integration based on transplantation with TCP / IP protocol ucLinux embedded operating system. The paper build related file cutting and custom systems. On this basis, finished an application, and call the system function of Socket Communications, achieve server and client munication. The paper achieved the work access functions of the embedded device, the embedded with a work munication terminal can municate with each other, and expand and improve the application range of embedded devices, and has a greater significance for embedded systems.Key words: Embedded Systems；ARM7TDMI；socket；TCP/IP 西南科技大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 　　　第 III 頁(yè)目　　錄1 緒論 .............................................................................................................................................1 嵌入式系統(tǒng) .................................................................................................................................1 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和趨勢(shì) .....................................................................................................................2 選題必要性 .................................................................................................................................3 選題的目的和意義 .....................................................................................................................4 課題研究范圍及要達(dá)到的技術(shù)要求 ...................