TCP/IP协议作为Internet上的通信实现方式的一种,是近年来嵌入式应用领域的一个研究热点。嵌入式设备要与Internet网络直接交换信息,就需要支持TCP/IP协议。嵌入式系统具有内核小、专用性强、系统精简、实时性高、功耗和环境要求严格等特点,所以传统的TCP/IP协议不适合移植到嵌入式系统中。实现嵌入式系统网络接入有两种选择,第一种是按照TCP/IP协议的原理编写简化版的通信协议;第二种是将已有小型的,适用于嵌入式系统的网络协议移植到系统中。 首先本文简要介绍了嵌入式网络协议的研究现状和研究内容,分析了LwIP协议栈中IP协议、TCP协议、UDP协议和ICMP协议的原理。由于LwIP没有使用和操作系统相关的系统调用和数据结构,所以在LwIP和操作系统之间增加了一个操作系统封装层为操作系统服务。LwIP不仅保持了TCP协议主要功能,而且减少了对RAM的占用。 其次,移植中实现了操作系统模拟层和LwIP底层接口。操作系统模拟层为协议和操作系统提供了一个接口,使协议对操作系统透明,可以不依赖操作系统运行,需要实现信号量、邮箱、线程和临界保护。LwIP底层接口为不同的硬件提供不同的驱动程序,需要实现系统初始化、网卡初始化、线程接收、数据包的读取和发送。 最后提出测试设计框架,在ARM开发板和μC/OS-Ⅱ操作系统上对移植的协议进行测试。测试结果表明,移植协议可以正常工作,实现了基本的网络功能。
上传时间: 2013-07-11
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软硬件资源的不断成熟和完善,使得嵌入式系统应用得到了十分迅猛的发展。另一方面,互联网技术的发展,使得Internet逐渐深入到人们的日常生活中。嵌入式控制网络与信息网络的互联不仅拓宽了控制系统的控制范围,而且丰富了信息系统的内容。因此,嵌入式系统与Internet相结合将成为嵌入式系统和互联网络发展的重要方向。 现阶段,Internet规模的日益扩大与IPv4地址匮乏之间的矛盾越来越突出。为解决IPv4网络存在的各种问题而出现的IPv6协议具有海量的地址空间、优化的路由算法、自动化的地址配置等;同时还增加了对安全性、QoS等的良好支持。因此,Internet从IPv4过渡到IPv6是一种必然的趋势。综上,对IPv6协议进行研究并将其引入嵌入式系统,实现嵌入式设备接入网络的功能,具有较高的科研价值和现实意义。 本文在对嵌入式系统相关概念和嵌入式IPv6协议栈进行介绍的基础上,阐述了IPv6协议簇中核心协议的原理、报头结构和参数等。接着根据嵌入式TCP/IP协议栈的设计要点,提出嵌入式IPv6协议栈的总体设计,进一步对协议栈的进程模型、内存管理、平台无关性和通讯机制进行了研究。然后对协议栈的裁剪和数据包的处理流程进行分析,给出各模块的详细设计与实现,主要有IPv6模块、ICMPv6模块、邻居发现(ND)模块和UDP模块。最后将协议栈嵌入到uC/OS-II操作系统中并搭建测试环境对IPv6协议栈进行功能性测试,结果表明协议栈功能正常,可以完成基本的通讯功能。 协议栈根据嵌入式系统资源有限和应用相对单一的情况进行裁剪,采用分层结构实现;同时在实现基本功能的前提下,为功能的扩展提供了接口;另外,将协议栈与硬件、编译器和操作系统相关的代码独立开来,实现了协议栈在不同平台的良好移植。关键词:嵌入式系统,因特网,ARM,IPv6,ICMPv6,邻居发现协议
上传时间: 2013-04-24
上传用户:lo25643
针对仪器仪表向高端产品的发展趋势,课题提出并设计实现了一种基于嵌入式μC/OS-Ⅱ操作系统和ARM7微处理器为核心的控制平台,使仪表的使用更加方便、智能。系统融合了嵌入式系统、USB通信、LAN通信、显示等多项快速发展的技术,通过USB模块和LAN网络的数据传输,实现了高端仪表与外部设备的通信,整个平台具有高速、实时传输数据等特性,能够广泛地应用于多种行业的现场测量中。 硬件方面,课题采用具有ARM7TDMI核的LPC2220微处理器作为系统的控制平台,并结合应用设计出了显示模块、USB通信模块、LAN通信模块。控制平台通过USB通信模块和LAN通信模块,建立与外部设备的数据处理通道,将与SPI接口连接的仪表数据进行传输处理。USB接口电路采用了Cypress公司的CY7C68001芯片,LAN通信模块则采用了CIRRUSLOGIC的以太网控制器CS8900实现底层驱动。 软件方面,首先将μC/OS-Ⅱ操作系统移植到ARM7上,并在嵌入式μC/OS-Ⅱ环境下编写了各硬件模块的驱动程序。在驱动程序的基础上设计了VFD显示程序、USB通信和网络通信等应用模块,验证了数据处理平台具有的各项功能。网络通信模块中,WEB SERVER在控制平台实现,在上位PC上输入服务器的固定IP地址,实现控制命令的发送、数据包的接收等功能。 经测试,系统运行正常,较好的实现了各项设计目标,从而证明了本文的方法是可行的。本系统为高端仪表的数据处理提供了一个有效的解决方案,具有良好的应用前景。
上传时间: 2013-06-06
上传用户:cooran
这是一个关于单片机电源设计的数据包,里面包括proteus仿真+程序+lm337pdf+lm317pdf+multium仿真灯资料,希望能对单片机初学者有所帮助!!
标签: dianyuan
上传时间: 2013-07-06
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作为在保障网络安全方面扮演着至关重要角色的防火墙技术从出现到发展至今一直是网络安全研究中的关键技术之一,随着互联网的迅猛发展,它在信息化、网络化的过程中也变的越来越重要。为了使防火墙能快速且深入地对网络数据传输过程中的海量信息进行安全检测,并能应对来自各个网络层的威胁,将传统的基于软件的防火墙转向硬件平台实现是不可阻挡的发展趋势。 首先阐述了网络安全的现状、网络安全研究的重大意义、防火墙目前的发展状况及未来的发展趋势,然后介绍了防火墙的概念、功能和分类。重点分析了著名的开源入侵检测系统Snort的功能实现及数据结构,对Linux中自带的网络安全工具Iptables/Netfilter的工作原理做了简要介绍,然后对现在较流行的基于软件的字符串匹配算法和硬件实现方法进行对比分析,通过对已存在的解决方法的深入研究,提出了基于ARM处理器并采用内容可寻址存储器(CAM)的硬件防火墙系统设计方案。将Snort中对数据包载荷检测部分中的顺序检测替换为由CAM结合Wu-Manbcr多模式匹配算法实现,其中CAM完成短模式匹配,Wu-Manber算法完成长模式匹配,并将Snort与Iptables/Netfilter有机结合移植到基于ARM的嵌入式平台中,系统可以通过主机对防火墙的状态进行实时监控和规则更新。 设计了防火墙的整个硬件电路,其中重点分析了CAM模块的设计。通过对Sourcefire的Snort VRT2.4版免费规则库的统计分析和计算模拟得出了对规则集的最佳划分长度;在软件部分研究了Bootloader制作、Linux内核的裁减与移植及根文件系统制作等内容。重点分析了摩托罗拉公司的专用CAM芯片MCM69C432的驱动程序设计和相应的调用方法,并结合主机软件部分的功能分析了双方的通信协议及实现,最后通过程序对系统仿真并选用林肯数据集进行模拟测试,测试结果表明系统比以前效率有了大幅提高,过滤速度已达到最初设计目标,证明了此硬件防火墙方案的可行性。 最后总结了本人的工作并指出此种方案的硬件防火墙的不足、需要改进之处和它的良好应用前景。
上传时间: 2013-07-24
上传用户:lanwei
随着计算机技术的发展,嵌入式系统己成为计算机领域的一个重要组成部分。而采用ARM微处理器作为硬件基础和μC/OS-Ⅱ作为嵌入式操作系统被广泛的应在各种嵌入式应用系统中。而随着网络化、信息化时代的来临,嵌入式设备的网络互联己经成为必然趋势。它通过现有嵌入式系统,增加网络接入能力,使嵌入式设备直接接入Internet。本课题采用SkyEye模拟的AT9lEV40开发板作为硬件开发平台,采用嵌入式实时操作系统μ C/OS-Ⅱ为软件开发平台,研究嵌入式TCP/IP协议栈。 本文首先对ARM微处理器和μ C/OS-Ⅱ进行了介绍;研究和探讨了μC/OS-Ⅱ在ARM架构上的移植方案,并就其关键技术部分,结合实现代码进行了阐述并提出了移植过程中要注意的问题。接着本文分层介绍TCP/IP协议栈,主要讲述各个分层及其所属的协议,报文格式等:并针对嵌入式系统的特点,对TCP/IP协议进行合理的简化,使之实现了TCP/IP协议簇的一些协议如:ARP,IP,ICMP,UDP,TCP和HTTP。同时研究了嵌入式TCP/IP协议栈LwIP的特性,分析了它的进程模型、数据包结构、工作流程、目录结构、应用程序接口。研究了将LWIP移植到μC/OS-Ⅱ系统上,实现嵌入式系统的网络联接,并用ping命令和一个简单静态网页的访问验证了网络功能的实现。
上传时间: 2013-08-01
上传用户:hainan_256
JPEG2000是新一代的静态图像压缩标准,它相比JPEG有很多新的特性,如渐进传输和感兴趣区域编码等,因而它具有广阔的应用前景,特别是在数码相机、PDA等便携式设备中。 JPEG2000的核心主要包括小波变换和基于最优化截断点的嵌入式块编码(EBCOT)算法,其计算复杂度远远高于JPEG,完全采用软件方案实现将会占用大量的处理器时间和内存开销,而且速度较慢,实时处理的能力较差。为了推广JPEG2000在便携式产品、消费类电子产品中的应用,打开巨大的潜在市场,研究硬件实现的算法实时处理方案具有重要的应用价值。 EBCOT算法是一个两层的编码引擎,其中的上下文编码的运算量约占到总运算量的50%,是提高编码速度的关键算法之一。由于上下文编码大部分都是逻辑运算,没有复杂的数学运算,但逻辑控制流程复杂繁琐,对存储器访问频繁,采用DSP或者其他的通用处理器通过指令控制实现该算法,未能显著提高编码速度。本文采用FPGA芯片,以电路逻辑的方式来实现该算法并进行优化,在研究和分析了上下文编码算法运算特点的基础上,设计了列判断和交错存储相结合的硬件实现方案,并采用硬件描述语言Verilog在寄存器传输级描述了相应的硬件电路。通过功能仿真和逻辑综合后,所获得的上下文编码模块最大时钟频率为101MHz,且能在130ms内完成对一幅512×512灰度图像的编码,性能比Jasper软件中的实现方案提高了75%。 JPEG2000的一个重要特性是其具有渐进传输的能力,而码流组织是获得渐进传输特性的技术关键。码流组织通过在输出码流中安排数据包的先后顺序来实现渐进传输的目的。本文对JPEG2000中实现渐进传输的机制进行了分析,并研究了码流组织的算法实现。 为了对JPEG2000算法实现进行验证,本文设计了基于FPGA和ARM的验证实验平台,其中FPGA主要完成算法中运算量较大的小波变换、上下文编码和算术编码,而ARM处理器则完成码流组织、数据打包以及和PC机的通信。本文在该平台上对所设计的上下文编码算法和码流组织模块的设计进行了验证,实验结果表明本文设计的算法模块功能正确,并在一定程度上提高了编码速度。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:独孤求源
温度的测量和控制在工业生产中有广泛的应用,尤其在石油、化工、电力、冶金等工业领域中,对温度的测量和监控是非常重要的一个环节,温度参数是工业控制中的一项重要的指标。 本文主要研究了基于ARM9架构的嵌入式Linux系统在工业领域中各种炉温控制场合中的应用。目前控制方案主要是采用传统的PLC和单片机进行控制。PLC主要是针对单项工程或者重复数极少的项目,灵活性相对不足,并且体积大,成本相对较高;而单片机主要用于小型设备的控制,具有成本低,功耗低,效率高的特点,但可移植性较差。为了适应信息产业的发展,新技术革新以及产业的专业化现代化的发展,本文针对PLC和单片机控制的优缺点和应用场合提出了采用ARM9嵌入式微控制器AT91RM9200和Linux操作系统相结合的嵌入式温度控制系统,具有系统扩展性强、可靠性高、响应速度快、体积小等特点,为用户提供了一种新型的控制方案。 本文首先论述了嵌入式操作系统的组成,接着设计了温度控制系统的硬件系统,主要包括CPU模块、模拟电路模块、存储模块和通信模块四个部分:在对温度控制系统的软件部分的设计中,主要是针对Boot-Loader的移植、Linux内核移植、根文件系统的定制、驱动程序的编写和应用程序的编写五部分进行设计。 系统功能主要是循环采集AD通道数据,上传AD数据到服务器,接收服务器下发的控制数据包,记录日志等。通过在线运行测试,该系统稳定可靠,采集和控制效果良好,可有效降低了生产成本和工人的劳动强度,为安全生产提供保证。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:ma1301115706
随着现代互联网规模的不断扩大,网络数据流量迅速增长,传统的路由器已经无法满足网络的交换和路由需求。当前,新一代路由器普遍利用了交换式路由技术,通过使用交换背板以充分利用公共通信链路,有效的提高了链路的利用率,并使各通信节点的并行通信成为可能。硬件系统设计中结合了专用网络处理器,可编程器件各自的特点,采用了基于ASIC,FPGA,CPLD硬件结构模块化的设计方法。基于ASIC技术体系的GSR的出现,使得路由器的性能大大提高。但是,这种路由器主要满足数据业务(文字,图象)的传送要求,不能解决全业务(语音,数据,视频)数据传送的需要。随着网络规模的扩大,矛盾越来越突出,而基于网络处理器技术的新一代路由器,从理论上提出了解决GSR所存在问题的解决方案。 基于网络路由器技术实现的路由器,采用交换FPGA芯片硬件实现的方式,对路由器内部各种单播、多播数据包进行路由转发,实现网络路由器与外部数据收发芯片的数据通信。本文主要针对路由器内部交换FPGA芯片数据转发流程的特点,分析研究了传统交换FPGA所采用的交换算法,针对简单FIFO算法所产生的线头阻塞现象,结合虚拟输出队列(VOQ)机制及队列仲裁算法(RRM)的特点,并根据实际设计中各外围接口芯片,给出了一种消除数据转发过程中出现的线头阻塞的iSLIP改进算法。针对实际网络单播、多播数据包在数据转发处理过程的不同,给出了实际的解决方案。并对FPGA外部SSRAM包缓存带宽的利用,数据转发的包乱序现象及FPGA内部环回数据包的处理流程作了分析并提出了解决方案,有效的提高了路由器数据交换性能。 根据设计方案所采用的算法的实现方式,结合FPGA内部部分关键模块的功能特点及性能要求,给出了交换FPGA内部可用BlockRam资源合理的分配方案及部分模块的设计实现,满足了实际的设计要求。所有处理模块均在xilinx公司的FPGA芯片中实现。
上传时间: 2013-04-24
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BusHound软件是由美国perisoft公司研制的一种专用于PC机各种总线数据包监视和控制的开发工具软件,其名“hound”的中文意思为“猎犬”,即指其能敏锐地感知到总线的丝毫变化。 Bus Hound是一个超级软件总线协议分析器,用于捕捉来自设备的协议包和输入输出操作,其优良特性如下: 支持所有版本的IDE,SCSI,USB,1394总线 支持各类设备如硬盘库,DVD,鼠标,扫描仪,网络照相机等 捕捉数据的总量仅受机器内存限制 可以设置触发信号自动停止捕获操作 测试读取,同步等设备性能
标签: BusHound
上传时间: 2013-06-14
上传用户:康郎