基于ARM微处理器TCP／IP协议栈LwlP实现

0 引 言
随着嵌入式系统与网络的日益结合，越来越多的嵌入式设备需要实现Internet网络化，支持嵌入式设备接入网络，已成为嵌入式领域重要的研究方向。而目前嵌入式系统中大量应用低速处理器，受内存和速度限制，实现完整的TCP／IP协议较为困难，LwIP作为较为成熟的嵌入式TCP／IP协议栈受到了广泛的应用。

1 硬件平台
本通信系统的硬件平台由以下几个部分组成：S3C2410主CPU芯片控制嵌入式外围设备的存储、通信、保护、调试、显示等操作；DSP和FPGA负责信号数据的采集和处理；CS8900A负责网络数据的收发；其他部分还包括串口RS232的通信、LCD的数据显示、数据存储FLASH和SDRAM以及其他硬件控制等。本硬件通信平台的原理框图如图1所示。

嵌入式操作系统选用的是μcosⅡ，μcosⅡ作为目前市场上最小的嵌入式操作系统得到了广泛的应用，提供任务问通信、同步使用的信号量、邮箱和消息队列；具有良好的可裁剪性。

2 TCP／IP协议栈LwIP的移植
LwIP由几个模块组成，除TCP／IP协议的实现模块外(IP，ICMP，UDP，TCP)，还有包括许多相关支持模块。这些支持模块包括：操作系统模拟层、缓冲与内存管理子系统、网络接口函数及一组Internet校验和计算函数。缓冲与内存管理子系统等大部分模块LwIP都已经独立出来，在移植的过程中不需要改动，我们只需要实现操作系统模拟层以及底层硬件驱动就可以正常工作。
操作系统模拟层存在的目的主要是为了方便LwIP的移植，它在底层操作系统μcosⅡ和LwIP之间提供了一个接口。这样，我们在移植LwIP到一个新的目标系统时，只需修改这个接口即可。操作系统模拟层需要实现信号量操作函数、邮箱操作函数和线程操作函数三类。
为支持操作系统模拟层，还需要完成与CPU或编译器相关的定义，如数据类型、数据长度、字的高低位顺序等，这些应该与实现μC／OS-Ⅱ时相一致。另外需要注意的是由于一个网络可能由不同的体系结构的CPU组成，其字节顺序可能有两种方式：Little-endian顺序和Big-endian顺序。需要注意字节顺序的相互匹配。