【正文】 全長減去IP 首部的長度（該值在IP首部的首部長度字段中指定）。校驗和字段：在IP首部中的校驗和字段僅僅是對IP首部的校驗和，而UDP中的校驗和字段校驗對象包括對偽首部、UDP首部和用戶數(shù)據(jù)。UDP首部中和用戶數(shù)據(jù)是現(xiàn)存的，而偽首部是為了計算校驗和而設(shè)立的。如果校驗和正確，說明UDP數(shù)據(jù)報到達了正確主機上的正確端口。 總之，本章網(wǎng)絡(luò)協(xié)議了解與應(yīng)用對所設(shè)計課題的順利完成打下了堅實的基礎(chǔ)。在當(dāng)今社會，在不需要使用 PC 機或高檔單板機的情況下接入互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為了一種趨勢，本設(shè)計很好的適應(yīng)了市場的發(fā)展。 硬件介紹基于 DSP 和以太網(wǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計的硬件實現(xiàn)主要和 C5509A 芯片、AD轉(zhuǎn)換模塊、RTL8019AS 芯片的關(guān)系密切。TMS320C5509A TMS320C5509A 是 TI 公司開發(fā)的 TMS320C5000 系列DSP 芯片的其中一款，它具有低功耗、高性能的特點。現(xiàn)在 TI 公司的 TMS320C55xx 系列產(chǎn)品已經(jīng)以其較低的功耗和優(yōu)越的性能在通信、消費類電子等很多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。DSP 模塊是整個電路的核心，數(shù)據(jù)的處理需要通過 DSP 處理，尤其是協(xié)議軟件都是通過 DSP 運行的；其他模塊的運行也需要 DSP 進行控制，從而使整個系統(tǒng)協(xié)調(diào)一致地工作 [2]。程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器是兩個相互獨立的存儲器，獨立編址獨立訪問。AD轉(zhuǎn)換模塊的介紹因為TMS320VC5509A芯片有模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，所以在這里就不在對專業(yè)的芯片進行介紹了，僅就TMS320VC5509A 芯片模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊做一些介紹，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的特性有：（１）帶內(nèi)置采樣和保持的10位模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊ADC，最小轉(zhuǎn)換時間為500ns,最 。模數(shù)轉(zhuǎn)換工作過程如下：（１）模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊接到啟動轉(zhuǎn)換信號后，開始轉(zhuǎn)換第一個通道的數(shù)據(jù)。（３）轉(zhuǎn)換結(jié)束，設(shè)置標(biāo)志。RTL8019AS 芯片的簡介RTL8019AS是高度集成以太網(wǎng)控制器，它能夠簡單的解答即插即用NE2022兼容適配器，這種適配器具有二重和功率下降特性。全二重功能能夠模擬傳播和接在雙絞線到全二重以太網(wǎng)交換機。微軟公司的即插用功能能減輕用戶較差的營業(yè)收入而注意適配器資源，如IRQ, 輸入輸出，和存儲器地址等等。為了提供完全解決即插即用，RTL8019AS在集成10BASET收發(fā)器，BNC, 和 AUI 接口之間的自動檢測功能。RTL8019AS支持16k，32k，和64k字節(jié)BROM和閃存接口。此外，BROM的無用命令被用來釋放BROM內(nèi)存空間。RTL8019AS結(jié)構(gòu)模式支持三種結(jié)構(gòu)方式：JUMPER，RT JUMPERLESS,PNP。在硬件系統(tǒng)中，TMS320C5509指令執(zhí)行速度有較高的速度，達到了設(shè)計的要求，而且還為以后的升級和功能擴展奠定了基礎(chǔ) [13]。圖31 系統(tǒng)硬件框圖 硬件選擇和實現(xiàn)基于 DSP和以太網(wǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”方案中，芯片的選擇是根據(jù)嵌入式以太網(wǎng)終端的特點來決定的。DSPRAM2EPROM電 源以太網(wǎng)控制器以太網(wǎng)接口AD轉(zhuǎn)換芯片 因為在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式一般為16位，或者長度是16的倍數(shù)，所以在選擇協(xié)議控制芯片和網(wǎng)絡(luò)接口芯片時，應(yīng)該選擇可以以16位模式進行數(shù)據(jù)操作的芯片。 對于網(wǎng)絡(luò)接口芯片來說，除了要有16位的工作模式以外，最好是符合NE2022網(wǎng)絡(luò)適配器兼容格式的芯片，這樣在編寫應(yīng)用程序以及存儲器的分配和使用上具有一定的通用性。 當(dāng)然，基于DSP和以太網(wǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”方案所選用硬件不僅要滿足上述要求，還需要結(jié)合系統(tǒng)的高可靠性、模塊的配合程度以及軟件平臺的選擇等方面綜合考慮后，進行選擇。選擇C5509A 作為控制芯片，主要基于以下幾點考慮: 首先，C5509A是德州儀器公司設(shè)計的一種功耗最低，綜合性能較高的 DSP C5000系列芯片的一款。因此選擇C5509A芯片不僅能夠滿足設(shè)計的要求，而且能夠在這個設(shè)計的基礎(chǔ)上擴展功能，有利于產(chǎn)品的優(yōu)化升級，從而實現(xiàn)產(chǎn)品的長足發(fā)展。 在“基于 DSP和以太網(wǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”方案中， C5509A芯片主要完成兩部分的功能，一部分是系統(tǒng)控制，負責(zé)存取SRAM、操作網(wǎng)絡(luò)適配器；另一部分是作為協(xié)議封裝控制，負責(zé)將數(shù)據(jù)流進行分組，依次用各種協(xié)議進行封裝，將分組數(shù)據(jù)以DMA的方式寫入網(wǎng)絡(luò)適配器，以及反方向?qū)⒎纸M數(shù)據(jù)還原成為連續(xù)的數(shù)據(jù)碼流。支持8位或16位數(shù)據(jù)總線。 支10BaseS,10Base2, 10BaseT，并能自動檢測所連接的介質(zhì)。至于E2PROM主要用來存存儲網(wǎng)絡(luò)接口芯片的配置信息、 WEB頁面、數(shù)據(jù)文件、文檔等內(nèi)容，因此沒有特殊要求，可由用戶自由選擇。從上面的介紹我們可以看到。該技術(shù)方案最大的特點在于:用簡潔硬件構(gòu)架應(yīng)用平臺，使原本硬件成本所需的支出可用于相對復(fù)雜的軟件開發(fā)上，而且該方案的I/0接口可以自由擴展和支配。同時我們也為接下來的程序設(shè)計準(zhǔn)備了非常好的條件。第 4 章 系統(tǒng)軟件實現(xiàn)本章主要介紹RTL8019AS的編程和DSP端軟件編寫，以及基于VB 的PC機端與DSP的網(wǎng)絡(luò)通信程序。 系統(tǒng)軟件開發(fā)環(huán)境（CCS）學(xué)習(xí)和開發(fā)DSP應(yīng)用系統(tǒng)的C/C++語言程序設(shè)計必備軟件是TI 公司Code Composer Studio(簡稱CCS )，以及支撐它的計算機操作系統(tǒng)，例如Windows XP, Windows2022等。 CCS是TI 公司開發(fā)的專門用于TMS320 系列DSP軟件設(shè)計的集成開發(fā)環(huán)境，CCS提供了圖形化的編輯、編譯，匯編、連接和調(diào)試環(huán)境以及友好的用戶界面，通過安裝不同的編譯庫，CCS可以用于支持不同系列的DSP，此外，CCS 還集成了ANSIC的全部編譯支持和大部分C++編譯支持，需要注意的是，面向 DSP C/C++程序設(shè)計更注重效率，所以，不一定非要使用C++ 來展示編程能力，在需要的情況下可以采用匯編來完成設(shè)計的需要，這樣能夠最大程度的應(yīng)用DSP的資源，優(yōu)化程序設(shè)計。開放式的結(jié)構(gòu)允許用戶擴展自身的模塊。CCS是代碼產(chǎn)生工具和代碼調(diào)試工具的簡單集成，已提供了實時分析和數(shù)據(jù)可視化的功能，CCS的實時分析和數(shù)據(jù)可視化功能是建立在DSP/BIOS和RTDX技術(shù)基礎(chǔ)上的。因此，程序開發(fā)人員可以集中開發(fā)系統(tǒng)的應(yīng)用性，可以在不中斷程序運行的情況下查看算法的對錯，實現(xiàn)對硬件的實時跟蹤，大大縮短了開發(fā)周期。 VB 的通信程序設(shè)計 VB 的 Winsock 控件簡介現(xiàn)在，計算機網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)滲透到各個領(lǐng)域,其中最為突出的便是以 TCP/IP 協(xié)議為核心的 INTERNET 網(wǎng)絡(luò)發(fā)展最為迅速。Microsoft 面向?qū)ο蟮某绦蜷_發(fā)工具Visual Basic 提供了基于 Windows sockets 網(wǎng)絡(luò)編程接口 Winsock 控件。 Winsock 即 windows socket，是 Microsoft Windows 提供的網(wǎng)絡(luò)編程接口控件，它提供了基于 TCP/IP 協(xié)議的程序接口實現(xiàn)方法。以 Visual Basic、Visual C++、MicrosoftAccess 或 Visual Foxpro 為開發(fā)工具的程序人員都可以使用它。VB 的 Winsock 控件功能強大應(yīng)用簡單，在現(xiàn)代通信編程中有廣泛的應(yīng)用，有極好的發(fā)展前景 [5]。這里就部分屬性做一些簡要的介紹，例如 localHostName 用來返回本地計算機名，localIp用來本地計算機的 IP 地址，LocalPort 用來返回和設(shè)置所用到的本地端口，Protocol 用來控制所使用的通信協(xié)議，其中 0－TCP 協(xié)議，1－UDP 協(xié)議 [5]。這里的 localHostName、localIp 、LocalPort 構(gòu)成本地的網(wǎng)絡(luò)地址，而RemoteHost、RemoteHostIP、RemotePort 構(gòu)成遠程主機網(wǎng)絡(luò)的地址。 VB 編程所用 Winsock 控件的部分方法和事件為了滿足程序設(shè)計的需要我們要對程序進行必要的設(shè)計，這就需要對Winsock 控件使用方法以及事件要有一定的認(rèn)識和了解。例如控件的部分方法 Accept 僅用于 TCP 服務(wù)器應(yīng)用程序中用來接受新的連接， Bind 用來指定用于 TCP 連接的 localPort 和 localIP，Close 用于關(guān)閉 TCP 連接或偵聽套接字，GetData 用來獲取當(dāng)前的數(shù)據(jù)塊并將其存儲在變體類型的變量中， Listen 用于創(chuàng)建套接字并將其設(shè)置為偵聽模式但僅適用于 TCP 連接，SendData 用來將數(shù)據(jù)發(fā)送給遠程計算機。而對于 Winsock 控件的事件來說是程序編寫的重點也是主要的內(nèi)容，它可以實現(xiàn)程序設(shè)計的功能以及需要完成的任務(wù)，具體而言 VB 的 Winsock 控件的部分主要事件有 Close 關(guān)閉連接時觸發(fā)，Connect 是建立連接時觸發(fā)， ConnectRequest 是連接請求時觸發(fā)，DataArrival 是數(shù)據(jù)到達時觸發(fā)， Error 是發(fā)生錯誤時觸發(fā)等。 程序需要解決的主要問題 利用 VB 我們可以編寫一個局域網(wǎng)通信程序。而現(xiàn)在有了 Winsock 控件，一切就不同了，它已經(jīng)替你封裝了所有煩瑣的技術(shù)細節(jié)，并提供了訪問 TCP 和 UDP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的方便途徑。UDP 協(xié)議也稱為用戶數(shù)據(jù)報文協(xié)議，是一個無連接協(xié)議，就是說利用此協(xié)議連接時，不必象 TCP 協(xié)議那樣：需要服務(wù)器端偵聽，客戶機端請求連接，服務(wù)器端建立連接后雙方才能通信。而編寫通信程序要注意一些問題：UDP 協(xié)議通信的過程（ UDP 協(xié)議中，為了在甲乙兩機中傳輸數(shù)據(jù)，必須先分別設(shè)置兩機的 LocalPort 屬性；再將甲機的RemoteHost 屬性設(shè)置為乙機的 IP 地址，RemotePort 屬性設(shè)置為乙機的 LocalPort屬性值，此時甲機調(diào)用 SendData 方法就可以傳送數(shù)據(jù)了，乙機同樣使用DataArrival 事件中的 GetData 方法來獲取甲機發(fā)送給乙機的信息。圖 41 軟件生成的界面 通信程序的主要代碼及作用 利用VB的Winsock控件來編寫基于 TCP或UDP協(xié)議的控制程序完成網(wǎng)絡(luò)信，一般情況下，VB工具箱中沒有Winsock 控件，但可以在菜單“ 工程”中選擇“部件” ，然后在部件對話框中選擇“Microsoft Winsock Control 6. 0”選項,然后點擊確定按鈕Winsock 控件便出現(xiàn)在工具箱中。這里采用了 UDP協(xié)議的方式來編寫控制程序,這里主要對通信端口和地址等進行了設(shè)置，它是實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信的基礎(chǔ)，同時也對接受信息做了簡要的程序編寫和說明。接受DSP 傳來的數(shù)據(jù)End Sub 上面的程序只是所要編寫程序的主要部分，要想正真的完善程序還需要根據(jù)要求來增加程序和補充功能。自己設(shè)計的軟件生成界面如圖 41 所示。我們對RTL8019AS芯片進行編程和應(yīng)用，就必須對其內(nèi)部特點有所了解和認(rèn)識。RTL8019AS芯片的輸入輸出地址：共32 個，地址偏移量為00H－1FH,(對應(yīng)于300H—31FH，其中，300H 是RTL8019AS 的基地址，可根據(jù)實際需要進行選擇，本方案中選擇基地址為300H ，300H 的地址偏移量為0，301H 的地址偏移量為1，… ，31FH 的地址偏移量為 1FH)。在本畢業(yè)設(shè)計的實際上只使用了上面地址中的18個有用地址：00H —0FH 共16 個寄存器地址。 1FH：復(fù)位地址（18H 到1FH 共8 個地址都是復(fù)位地址，每個地址的功能都是一樣的，只要其中的一個就可以了，但實際情況是18H,1AH,1CH,1EH 這幾個復(fù)位端口是有效的，其他不要使用，有些兼容卡不支持 19H,1BH,1DH 等奇數(shù)地址的復(fù)位）。以RTL8019AS芯片作為網(wǎng)絡(luò)控制芯片，我們需要了解和認(rèn)識以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸幀格式，而以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸幀格式及其具體作用如表41所示。說明如下：—PR：同步位，用于收發(fā)雙方的時鐘同步，同時也指明了傳輸?shù)乃俾剩?0M 和100M 的時鐘頻率不一樣，所以100M 網(wǎng)卡可以兼容10M網(wǎng)卡），是62/56 位的二進制數(shù)101010101010.....表41: 以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸幀格式PR SD DA SA TYPE DATA PAD FCS56位 8位 48位 48位 16位 ≤1500 字節(jié) 可選 32位—SD：分隔位，表示下面跟著的是真正的數(shù)據(jù)，而不是同步時鐘，為8 位的10101011，跟同步位不同的是最后2 位是11 而不是10。如果為FFFFFFFFFFFF，則是廣播地址，廣播地址的數(shù)據(jù)可以被任何網(wǎng)卡接收到。—TYPE：類型字段，表明該幀的數(shù)據(jù)是什么類型的數(shù)據(jù)，不同的協(xié)議的類型字段不同?！狣ATA：數(shù)據(jù)段 ，該段數(shù)據(jù)不能超過1500 字節(jié)。（14 字節(jié)為DA，SA，TYPE）—PAD：填充位。為32 位的CRC 校驗。對于數(shù)據(jù)的校驗算法,我們無需了解?！猂S：接收狀態(tài)位，反映RTL8019AS 接收狀態(tài)寄存器RSR值?！狶EN：以太網(wǎng)幀長度，指本次接收的數(shù)據(jù)包的長度。遠程DMA完成主處理器和網(wǎng)卡內(nèi)部緩沖區(qū)數(shù)據(jù)交換；本地DMA完成緩沖區(qū)數(shù)據(jù)發(fā)送。當(dāng) RTL8019AS 收到一幀正確數(shù)據(jù)后，將其存放在接收緩沖區(qū)并置相關(guān)寄存器位或產(chǎn)生中斷。為了更好的了解和利用RTL8019AS芯片，從而更好的根據(jù)需要來編寫程序，實現(xiàn)其功能，下面就RTL8019AS芯片的寄存器做一些介紹和學(xué)習(xí)。我們本次設(shè)計所主要用到的是NE2022，因此下面所介紹的主要就是NE2022的寄存器，而對于即插即用這里僅做一些簡要的說明。這些寄存器除了和NE2022兼容外 ,RTL8019AS 為軟件結(jié)構(gòu)和為了增強特性還定義了其它一些寄存