基于 μCOS-II 的嵌入式TCPIP 协议栈的研究

分类号密级UDC学位论文基于µC/OS-II的嵌入式TCP/IP协议栈的研究与实现作者姓名：胡红兵指导教师：余克清副研究员东北大学软件中心申请学位级别：硕士学科类别：工学学科专业名称：计算机软件与理论论文提交日期：2007年1月4日论文答辩日期：2006年1月15日学位授予日期：答辩委员会主席：陈修权教授评阅人：陈修权教授张伟教授东北大学2007年1月AThesisfortheDegreeofMasterinComputerSoftwareandTheoryResearchandimplementationofembeddedTCP/IPbasedonµC/OS-IIbyHuHongbingSupervisor:AssociateResearcherYuKeqingNortheasternUniversityJanuary2007－I－独创性声明本人声明所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示诚挚的谢意。学位论文作者签名：签字日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。（如作者和导师同意网上交流，请在下方签名：否则视为不同意）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：签字日期：东北大学硕士学位论文摘要－II－基于µC/OS-II的嵌入式TCP/IP协议栈的研究与实现摘要嵌入式操作系统在嵌入式系统设计中处于核心地位，而微处理器是嵌入式系统硬件平台的核心。本课题以S3C2410为嵌入式实时系统硬件平台，以嵌入式实时操作系统µC/OS-II为内核，进行了成功的移植。并通过硬件的扩展和软件的功能扩充，实现了一个比较简单的嵌入式实时系统。首先，比较简单地论述了嵌入式实时操作系统的现状及其特点、功能和评价指标等。其次，在理解和分析µC/OS-II的内核源代码，对嵌入式实时操作系统µC/OS-II的实现原理作深入的研究，以及掌握了S3C2410微处理器的硬件结构的基础上，将µC/OS-II内核成功地移植到S3C2410微处理器上并对移植结果进行了测试。虽然将µC/OS-II内核成功地移植到了S3C2410微处理器上，但要实现一个相对简单的嵌入式实时系统，还需要对系统进行功能扩充。本课题开发了S3C2410的快速以太网控制器FEC、UART和LCD的驱动程序。昀后，在这些工作基础上，实现一个简单的嵌入式TCP/IP协议栈，它包含了ARP、IP、ICMP、UDP、TCP协议，并对其功能进行测试。关键词：TCP/IP；协议栈；嵌入式系统；µC/OS-II东北大学硕士学位论文Abstract－III－ResearchandimplementationofembeddedTCP/IPbasedonµC/OS-IIAbstractTheembeddedoperatingsystemisthecoreinthedesignofembeddedsystems,andthemicroprocessoristhecoreofembeddedsystemhardware.Thispaperexplainsasuccessfultransplantationoftheembeddedreal-timesystemµC/OS-IIontoS3C2410microprocessor,andtheimplementationofarelativelysimplereal-timesystemthroughhardwareandsoftwareexpansions.Firstly，thispaperroughlydiscussesthestatusquo,characteristic,functionandevaluationstandardofembeddedreal-timeoperatingsystem.Secondly,itdescribesthetransplantationofthereal-timeoperationsystemµC/OS-IItoS3C2410onthebasisofunderstandingandanalysisofthesourcecodeofµC/OS-IIkernel,in-depthresearchofthetheoryofreal-timesystemimplementationandfullgraspofthearchitectureofS3C2410microprocessor.Atestonthetransplantationisalsoincluded.AlthoughthekernelofµC/OS-IIhasbeensuccessfullytransplantedtoS3C2410,thesystemfunctionsstillneedtobeexpandedinordertoimplementarelativelysimpleembeddedreal-timesystem.OnthebasisofthetransplantationofµC/OS-IIontoS3C2410,thispaperdesignsthedriversofS3C2410fastEthernetcontroller,UARTandLCD.Initsfinalpart,thispaperexplainsanimplementationofasimpleembeddedTCP/IPprotocolstackwhichincludesARP，IP，ICMP，UDPandTCP,aswellasatestonitsperformance.Keywords：TCP/IP；ProtocolStack；Embeddedsystem；µC/OS-II东北大学硕士学位论文目录－IV－目录独创性声明.................................................................................................................................I摘要.........................................................................................................................................IIABSTRACT.............................................................................................................................III第一章绪论............................................................................................................................11.1课题研究背景.....................................................................................................................11.2嵌入式系统简述.................................................................................................................11.3嵌入式设备上网状况.........................................................................................................21.4嵌入式系统的发展趋势.....................................................................................................31.5研究课题的提出和主要内容.............................................................................................41.6课题意义.............................................................................................................................51.7论文的组织结构.................................................................................................................6第二章嵌入式实时操作系统概述..........................................................................................72.1嵌入式系统的定义与特征.................................................................................................72.2嵌入式实时系统的发展过程.............................................................................................82.3实时操作系统的现状.........................................................................................................82.4实时操作系统与通用操作系统的主要区别...................................................................102.5实时操作系统的调度算法...............................................................................................102.6实时操作系统的关键技术指标.......................................................................................122.6.1任务调度算法........................................................................................................122.6.2内存开销................................................................................................................132.6.3昀大中断禁止时间和延迟...........................