基于ARM的嵌入式TCP／IP协议的实现

3 系统软件设计
该TCP／IP网络通信系统为了具有较好的实时性和稳定性，采用μC／OS一Ⅱ设计系统软件。在μC／OS一Ⅱ平台上，软件设计工作主要包括：μC／OS一Ⅱ在LPC2210上的移植和TCP／IP协议在μC／OS一Ⅱ上的实现以及系统应用程序的编写。μC／OS一Ⅱ的移植工作主要集中在下面几个文件中：OS_CPU．H，OS_CPU_A．ASM，OS_CPU_C．C。另外，在INCLUDES．H中必须包括LPC2210文件LPC2210．H；OS_CFG．H用于系统应用μC／OS一Ⅱ中的初始化配置。OS_CPU．H主要包括一些与处理器和编译器相关的常量和类型定义等，而且需注意LPC2210的堆栈方向是由高到低，用OS_STK_GROWTH来设置堆栈的增长方向。因此将OS_STK_GROWTH设为1。OS_CPU_A．ASM中需编写4个汇编语言函数：OS_TASK_SW()，OS_IntCtxSw()，OSStartHighRdy()和OSTieklSR()。

以太网链路层遵循的IEEE802．3协议的CSMA／CD和CRC校验等功能由网络控制芯片Rtl8019AS完成，LPC2210芯片则完成其他TCP／IP协议的解释和执行。LPC2210控制RTL8019AS完成通信任务时，首先要对RTL8019AS复位，并对RTL8019As的寄存器进行初始化，确定发送和接收的条件，然后才能发送数据或接收数据。当一帧数据发送结束、接收到1帧数据或出错等事件发生时，RTL8019As向LPC2210申请中断，LPC2210响应中断后根据中断状态寄存器的内容进行相应的处理。
在LPC2210内部，ARM程序完成对数据的打包解包。系统复位后，系统首先发送ARP请求，建立地址映射，并内部中断进行定时更新。ARM芯片根据情况将采集或收集到数据按照TCP协议或UDP协议格式打包，送入网卡芯片，由网卡芯片将数据输出到局域网中。ARM芯片对数据报进行分析，如果是ARP(物理地址解析)数据包，则程序转入ARP处理程序。如果是IP数据包则进一步判断是哪个协议向IP传送数据。如果是ICMP协议，判断是否为Ping请求，是则应答，不是丢弃该数据包；如果是TCP或UDP协议，且端口正确则按相应的协议处理数据，端口不正确丢弃数据包。TCP／IP系统框图如图3所示。

TCP／IP在μC／OS一Ⅱ上的设计结束后，剩下的工作就是编写应用程序。将系统划分成若干个任务，每个任务对应一个独立的无限循环的主程序，完成一个特定的功能。为简化设计，应用程序采用静态优先级，即应用程序在执行的过程中各个任务优先级保持不变。

4 结 语
基于ARM的嵌入式TCP／IP协议的设计方案，论述了软、硬件的设计方法和协议的选择。该设计方案在硬件实现上简洁可靠；软件实现上可维护性好；可扩展性好，有利于系统的后续开发，降低了系统设计的复杂性。实验证明该方案可行性强，可以直接把系统的处理数据送到以太网上传输。可以看出，ARM和嵌入式TCP／IP协议将会得到更大的发展和更广阔的应用。