嵌入式设备与以太网桥接系统的设计与实现

兰州大学硕士学位论文嵌入式设备与以太网桥接系统的设计与实现姓名：李升刚申请学位级别：硕士专业：电子科学与技术、电路与系统指导教师：刘映杰20070601嵌入式设备与以太网桥接系统的设计与实现作者：李升刚学位授予单位：兰州大学相似文献(10条)1.学位论文陈晓萍基于单片机的嵌入式WEB服务器设计2007本文主要研究采用以太网接口芯片RTL8019AS和TCP/IP协议实现嵌入式WEB服务器，此服务器可以使各种带串口的工控设备和数据采集设备很容易地连接到Internet，这样就能够利用Internet实现对各种嵌入式设备的低成本远程访问和资源共享。本研究实现的嵌入式WEB服务器以STC89C51系列单片机为核心，用其串口作为与嵌入式设备的接口，用RTL8019AS芯片和RJ-45作为以太网接口，并通过软件实现RS-232与TCP/IP协议的转换，通过以太网实现嵌入式设备与远程计算机之间的双向数据通信，给出了硬件设计和软件实现方案。硬件主要研究微控制器和以太网控制芯片之间的接口设计和以太网控制芯片RTL8019AS的驱动。软件部分研究实现了TCP/IP的各层协议，包含了ARP、IP、ICMP、UDP、TCP、HTTP等，在实际中得以应用，如对于蓄电池电压的远程检测等。研究结果表明，利用嵌入式WEB服务器将嵌入式设备连入Internet网络是切实可行的。经实验测试整个系统占用资源少，成本较低、移植性较好，能够完成常用的相关网络通讯功能，网络数据传输可靠性较好。2.期刊论文刘映杰.马义德.李升刚.夏春水.LIUYINGJIE.MAYIDE.LISHENGGANG.XIACHUNSHUI嵌入式设备与以太网互连系统的设计-微计算机信息2008,24(8)针对当前工业控制、智能仪器、信息家电等领域大量嵌入式设备需要接入互联网的现状,提出了一种基于IP2022单芯片的解决方案.实现了带有RS-485串口的嵌入式设备与以太网的连接.主要介绍了基于IP2022芯片的硬件总体结构、系统的接口电路和软件设计.具有体积小、功耗低、开发周期短的特点,实用价值很高.3.学位论文张恒基于以太网的网络读卡器的研究2004基于以太网的新技术和联网设备不断出现,网络化设备成为了以后发展的方向.现今的许多单片机应用系统基本上是基于轻型网络(如RS-232/RS-485、CAN总线等)的应用系统,串口总线的种种缺陷使得仪器难以真正网络化.本文以读卡器上网为开发背景,对实现嵌入式环境下的网络通信的TCP/IP协议族作了阐述分析.在此基础上,设计了一个网络化单片机读写卡系统,它利用sst89c54、以太网络接口芯片和相关外围接口电路实现系统的硬件架构,该系统能直接接入以太网;软件上,根据8位单片机本身资源有限的特点,精简了TCP/IP协议族,包括UDP,ICMP,IP,ARP,使之运行在8位单片机上,实现了远程读写卡操作.针对UDP协议传输的不可靠性,作者设计了从网络读卡器端和网络服务器端同时进行可靠性传输的保证机制.本课题所设计的网络读卡器针对性强,经过一定的改进后,可以广泛的用于以以太网为通信网络的IC卡应用系统中,具有广泛的应用前景.4.学位论文赵天虹分布式VGA显示技术2008“分布式VGA显示技术”是一种嵌入式便携式的VGA显示设备，同时还具有百兆网络和数字信号处理功能。它可以在不使用计算机和VGA显示卡的情况下，实现VGA图像的显示和控制，主要可应用于大型超市、车站、飞机场等公共场所的广告宣传和提示信息显示，也可以安装在工厂车间，用于生产过程中的操作信息显示，还可以开发成多媒体电子挂历系统应用于日常生活。本文设计并实现了1024*768图像（XGA）、800*600图像（SVGA）和640*480图像（VGA）三种分辨率图像的显示，并完成了DM9000A网卡驱动和TCP/IP协议的编写，TCP/IP协议是高速实时的有校验协议，可实现远程通信，可实现一个计算机控制多个嵌入式设备，每个设备独占一个IP和物理地址，它能实现数字信号处理，网络控制，传输数据，视频等。本文的主要工作包括：1、在分析了VGA显示标准和信号要求的基础上，提出了分布式VGA显示体系的具体设计方案。2、搭建了分布式VGA显示技术的硬件结构，能对VGA图像进行实时快速显示并实现了可调分辨率。设计了可编程逻辑器件CPLD发生VGA显示时序的方法。3、采用了快速一维IDCT算法，通过四级运算，使8位一维IDCT变换只需要29次乘法和11次加法就能实现，利用提高了JPEG图像的解码速度，进而提高了系统的实时性。4、设计了分布式VGA显示技术的嵌入式软件和上位机软件。利用WINSOCK编程实现了上位机网络控制过程。大容量的SDRAM，FLASH实现了数据的存储，DM9000A控制器可实现100M高速双工传输。5.期刊论文邹波.钱峰.ZOUBO.QIANFENG用Xport实现嵌入式设备的以太网接入-微计算机信息2007,23(5)本文介绍了Xport设备服务器的原理特性和配置方法.提供了Xport在基于以太网的心电远程监护系统中应用实例,并介绍了Xport接口电路和接口程序的设计.6.学位论文任义面向过程监控的嵌入式以太网Web技术研究2005本文围绕两项关键技术展开研究工作,即嵌入式设备的网络接入技术和组建基于局域网式以太网的分布式监控技术.首先,在分析和总结已有的工业监控系统的基础上,提出了一种基于以太网测控网关的嵌入式WebServer监控系统的总体方案设计和拓扑结构.其次,本文对Nut/OS操作系统中的TCP/IP协议栈Nut/Net进行了较深入的分析,对协议栈进行合理地简化和压缩,并以应用层HTTP协议和公共网关接口CGI技术为基础,利用Socket机制构建了三个功能模块来支持WebServer的实现,包括WebServer参数设置模块、RS232通讯模块和串口设备开关量/模拟量监控模块.在数控设备上内嵌一个通信控制器,车间内部可构建一个局域网式监控系统.通过对数控设备加工时的模拟量和开关量进行采集,WebServer便可监测到数控设备的状态,并能够实现对设备的控制.此方案中的以太网测控网关即为通信控制器.其硬件部分主要由8位单片机和RTL8019AS网卡芯片构成,软件部分使用了Nut/OS实时操作系统的开源TCP/IP协议栈.7.学位论文徐广磊摄像系统网络接口的研究与开发2004本论文提出了一种摄像系统网络接口的设计.设计分为网络接口和视频处理两大模块,如图1所示.网络接口模块连接视频处理模块和以太网.采用8019AS(以太网控制芯片)实现MAC层(介质访问子层)功能,并在W78E58B(微控制器)上实现协议软件.视频模块负责完成视频信号的模数转换和压缩编码.采用SAA7113H(视频输入处理芯片)将来自CCD的模拟视频信号处理成符合CCIR-601标准的数字视频信号,采用DSP技术按照MPEG-4标准,对数字视频压缩编码,使视频信号满足在以太网上实时传输的条件.同一以太网上的计算机只要运行TCP/IP协议栈,就可以通过本系统连接到摄像机.要查看当前的实时视频信号,还需要能够识别MPEG-4压缩格式的视频解码软件.第一章中,首先介绍了嵌入式设备上网和视频传输的现状,提出摄像系统网络接口设计的构想,阐明了这一设计的目的和意义,详细讨论了这一设计的各个部分.第二章中,介绍了网络接口模块选用的以太网控制芯片8019AS,给出了网络接口的硬件框图,借鉴嵌入式方法设计了网络接口模块的启动和初始化程序.接着描述了IEEE802.3标准以及以太网物理帧的格式.根据经典的TCP/IP参考模型,分析了简化的TCP/IP协议栈的设计.本章重点阐明8019AS如何收发数据包.第三章中,全面系统地描述了摄像系统网络接口的设计.首先介绍了摄像系统的基础知识,CCD摄像机的工作原理和视频数字化的国际标准CCIR-601.然后选用SAA7113H将来自摄像机的模拟视频进行数字化.MPEG-4是一种重要的视频压缩编码标准,采用TMS320VC6x芯片来实现.被压缩的视频信息使用RTP协议处理,以便适应以太网上的实时传输.本章着重阐述DSP实现压缩编码的硬件框图、软件流程和RTP协议的工作原理.结束语中,总结了本论文中摄像系统网络接口实现的部分,展望了这一设计的应用前景.8.学位论文曹卓基于ARM9的嵌入式网关的设计2008近年来，以太网/互联网等网络架构逐渐在通信、自动化控制领域中得到广泛的应用，以TCP/IP网络传输协议为代表，成熟度较高的开放式网络通信技术正向各种自动化系统渗透，连接并控制其设备。而在工业控制和通讯的嵌入式设备中，更多的是采用其它协议。如何实现嵌入式设备的远程控制以及数据的远程传输便成了一个亟待解决的问题。本论文正是基于这种现实意义而提出的解决方案。本论文首先阐述了嵌入式网关的定义、研究意义以及发展趋势，然后在分析嵌入式网关技术需求的基础上，提出了一种嵌入式设备接入以太网的解决方案，并进行了具体实现。文中详细介绍了嵌入式网关设计的整体框架、硬件组成及其设计平台、嵌入式网络编程、操作系统的内核修改以及操作系统移植等内容，其中网络编程及操作系统的移植是整个设计的重点。本设计以32位ARM920T处理器S3C2440A为主控芯片，以CS8900A为网络接口控制芯片，来进行开发和研究。所以它不同于低端的单片机，它需要操作系统作为开发平台，这就给整个设计带来了难度。在这方面，作者具体的研究了嵌入式操作系统的系统引导程序、内核的裁剪和移植以及文件系统和驱动程序的配置等内容。网络编程部分则主要完成TCP/IP协议应用层通讯代码的编写。在具体实现中，采用广州友善之臂公司的基于ARM920T的嵌入式开发板--SBC2440B作为整个设计的硬件开发平台，软件上选用的是嵌入式操作系统Linux，并对其内核进行了分析，通过裁剪Linux内核来实现体积小、实时性高的特点。最后将运行在操作系统上的开发板进行网口调试，最终实现了网口通信的功能，为嵌入式设备上网提供了一种解决方案。9.期刊论文程媛.魏丰.兰勇基于Rabbit2000的嵌入式设备以太网接入方案的设计-工业控制计算机2005,18(7)介绍了Rabbit2000单片机和DynamicC的性能特点,给出了采用Rabbit2000微处理器的嵌入式设备接入以太网的硬件连接图以及TCP/IP协议栈的实现方法;并在此基础上讨论了基于Rabbit2000的Web服务器配置的解决方案,详细介绍了CGI(通用网关接口)通信的原理及其在DynamicC支持下的开发方法.10.学位论文陈坤嵌入式TCP/IP协议的研究与实现2007本文首先介绍了嵌入式系统的发展过程，综述了国内外对于嵌入式设备上网的研究现状。实现嵌入式设备的上网的难点在于怎样实现TCP/IP协议的网络化。采用winbond公司的8位单片机W78E516B与台湾Realtek公司生产的以太网控制器RTL8019AS为主要元器件设计了硬件电路并在此基础上设计了一个嵌入式的TCP/IP协议栈，从而实现了单片机与PC机的以太网互联。单片机嵌入式系统最终可以通过PC机实现与Internet的互连。首先，介绍了TCP/IP协议的分层结构和各子协议的报文格式，其中着重谈了两个概念：封装与分用。接着介绍了课题的硬件设计与软件设计，并简单介绍了RTL8019AS的本地和远程DMA过程。在TCP/IP协议这部分主要给出了源程序的核心部分，并配以注释和流程图。对于以单片机应用系统为中心的小型嵌入式设备，怎样利用方便的因特网资源将嵌入式设备的信息共享到因特网上，成为当今电子世界中的热门话题。最后，使用单片机与RTL8019AS组成的硬件电路与设计的软件相结合，实现了实验室内的单片机与PC机的互连，以及数据的传送，得到了良好的实验结果。本文链接：授权使用：上海海事大学(wflshyxy)，授权号：e03638b3-c4d0-4c7c-878