基于单片机的Internet连接技术与方法

1.3.1IP2022的功能

IP2022为16位的高性能RISC处理器，速度可达120～160 MIPS，这种网络微处理器采用软件模块在一个芯片上实现多种通信接口，特别适合于无线通信和基于网络的控制应用。IP2022是业界领先的单片网络通信处理器，可以实现802.11a(11b、11g)、USB、I2C等协议接口。可在一个芯片上支持通信物理层Internet协议堆栈和特定设备的外设软件模块，并可在Internet上重构。

1.3.2IP2022的结构

IP2022片上有64K flash、16K SRAM(program)、4K SRAM(data)及10位ADC。其片内的双工通信模块可以采用图形化集成开发软件来实现各种常见的通信接口，支持Windows98／2000操作系统，并配置了Red Hat的GNUPRO集成开发环境。IP2022由于其内部含有全双工串行控制器Ser／Des，能方便地从一种格式转换为另一种格式，所以能作为协议转换器，它能直接与各种常用网络接口连接，实现片内10BaseT以太网、USB以及其他各种串行协议。IP2022的工作频率为100 MHz，大多数指令均为单周期执行，其吞吐量能满足各种新型网络应用的要求。

1.3.3IP2022可提供的网络通信开发IP模块

①IP OS：运行于IP2022的实时操作系统；②IP Ethernet：实现10 BaseT MAC/PHY；③IP Stack：实现TCP／IP stack,包括TCP，UDP，IP，ICMP，ARP，DHCP，Client SLIP;④IP File：文件系统；⑤IP Web:HTTP embedded Web server

1.3.4IP2022的网络通信应用

IP2022有两种评估套件给用户使用，即基于以太网协议和基于Internet网协议的堆栈评估套件，它们支持 TCP，UDP，IP，ICMP，ARP，DHCP，PPP，HTTP，STMP，DHCP，STMP和POP3等协议，同时也有相应的软件模块供用户使用，用户可根据需要对这些软件模块进行加载和调整。用户可以用C语言编写并完成自己的程序，还可对自己的系统直接进行在线仿真、调试。IP2022单片机的程序存储器采用FLASH结构，用户通过一个SPI接口将程序写入芯片。IP2022单片机提供了在程序运行当中进行再编程的能力，即可以通过网络远程修改节点的程序，最终组成一个基于Internet的具有很强可塑性的在线测控网络。

图5是由网络处理器IP2022组成的控制器框图［8］。图中IP2022一方面通过以太网接口接收二进制文件，将它存储到数据存储器中；另一方面作为控制器，从数据存储器中读取二进制文件，并解释该文件，产生TCK、TMS、 TDI和TDO信号，对CPLD进行在系统编程。目前可编程芯片厂商的配套软件都可以产生SVF文件，把它转换成二进制格式的文件后，通过SVF网络传送到数据存储器中，这样就可以利用IP2022对CPLD进行在系统编程。

23种接入Internet方法的比较

由于近年来Internet及通信产业的迅猛发展，半导体制造商都试图将各种通信协议集成在一个芯片内。但这种方法在实现过程中存在很多问题，惟一的解决方案是利用软件来完成协议处理。由于IP2022具有100 MIPS的指令处理速度，加上它的虚拟外设软件模块，能满足通常的嵌入式产品对处理性能的要求；同时，由于该单片机采用软件来实现各种协议处理，便于将来在不改变硬件的情况下，只改变内置程序即可升级整个嵌入式系统的功能。而且，软件模块的选择更加方便，功能也更加强大。由表1看出虽然新型的 Internet嵌入式微处理器的开发费用和价格较高，但随着其产量及其使用量的增大，其价格及开发费用都会有较大的下降。

3单片机接入Internet网络的前景展望

单片机通过嵌入式微处理器直接连入Internet网，这是单片机发展的 必然趋势。如果把这种芯片嵌入到家电里，就可以通过网页查看和控制空调、电冰箱、热水器的运行；如果把这种芯片嵌入到比较恶劣的环境里，就可以脱离辐射、高温对人体的危害，并能得到实时的现场数据。随着计算机技术、网络通信技术的进步和不断拓展，以PC机和工作站为基础，通过组建网络来构成实用的测控系统，提高生产效率和共享信息资源，已成为现代 测控系统发展的方向。如果在测控系统中有更多不同类型的由单片机组成的智能设备也像计算机和工作站一样成为网络的节点，充分利用目前已比较成熟的Internet网络设施，不仅能实现更多资源的共享、降低组建系统的费用，还可提高测控系统的功能，并拓宽其应用的范围。

计算机技术、传感器技术、网络技术与测控技术的结合，使网络化、分布式测控系统的组建更为方便。以Internet为代表的计算机网络技术迅猛发展及相关技术的不断完善，使得计算机网络的规模更大，应用更广。有专家预计，在不久的将来，地球将披上一层由大量各种各样电子设备组成的“通讯外壳”，它们将负责监控城市、公路甚至整个环境，并会随时将测得的数据信息直接传入因特网。单片机技术也必将在网络时代发生革命性的变化。

参考文献
［1］蔡皖东.计算机网络技术［M］.西安：西安电子科技大学出版 社，1999．
［2］梁亚光.单片机的Modem通讯［J］.单片机与嵌入式系统应用，2001，(8)： 61－63
［3］赵葵银，唐勇奇.MCU应用系统与Internet连接的一种新技术［J］. 单片机与嵌入式系统应用，2001，(2)：35－37．
［4］PS2000网络接口［M］.武汉力源电子股份有限公司，2000．
［5］李鸣华.单片机在Internet通信中的应用［J］.计算机与现代化，2003，(2 )：43－44．
［6］朱飞，李光辉.基于网络接口芯片的嵌入式Internet应用系统设计［J］.江 苏电器，2002，(1)：19－21．
［7］杨瑞峰，侯文.基于Internet的测控技术研究［J］.测试技术学报，2003,(2)：153－155．
［8］韩晓茹，肖铁军.嵌入式系统中器件CPLD的在系统编程［J］.计算机工程， 2003，(8)：172－173．