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基于ARM7实时网络的设计和实现

2012年02月09日 ?? 收藏0
随着基于TCP/IP协议的Internet网络技术的日益发展和普及,各种信息网纷纷采用TCP/IP协议,并接入Internet网。传统的测控系统由于其封闭性有被基于TCP/IP的网上测控系统取代。由于IP寻址简单,适于异构网互连,为实现分布式处理、实时监控的测控系统的实现提供了很好的条件。本文所构建的系统被用于将多个采集点的数据传给主控机,实时网络还有其他三个采集节点,主控机按顺序给各个节点发指令字,并依次从它们那里接收数据包,其通信协议采用了TCP和UDP。并以KEIL uVision3的RTL实时库为软件平台,基于ATMEL公司ARM7系列处理器,实现了完整的功能。

1 系统的硬件构成

1.1 系统的硬件

系统的三个采集节点都采用ATMEL的AT91SAM7X256,该微控制器具备嵌入式10/100以太网(Ethernet)MAC、CAN、全速(12Mbps)USB2.0。它针对广泛的网络化实时嵌入式系统而设计的,AT91SAM7X256还具备一个10位模数转换器(ADC)、两个串行外围接口(SPI)、同步串行接口(SSC)、双线接口(TWI)、三个通用异步收发器(UART)、一个8级(8-level)优先中断控制器(priority inter rupt controller)和众多的监管功能。这个新型的50 MIPSMCU拥有64KB的静态存储器和256KB的25ns闪存,这种闪存支持实时控制系统所需的可确定性处理能力。

主控机用PC机,操作系统用RedHat9.0,它主要用于轮询各个采集节点,并将从它们那里收到的数据包储存和显示出来。

1.2 系统的拓扑结构

实时以太网的拓扑结构与以太网相同。主机通过以太网卡连到通信电缆上。通信电缆可以是同轴电缆,也可以用非屏蔽双绞线。如果是非屏蔽双绞线,则需要用HUB。

2 系统的软件构成

2.1 体系结构

实时以太网参照ISO的OSI模型,采用缩减的网络体系结构。网络体系结构分为四层:物理层、数据链路层、传输层和应用层,其中数据链路层又可细分为MAC子层和LLC子层。以太网卡实现了物理层和MAC子层能;LLC子层设计为向传输层提供无连接无确认的服务。传输层实现基于消息的数据传输,并向应用层提供网络中节点间实时数据传输服务。下面将着重讨论传输层协议的设计。

2.2 KEIL uVision3的RTL实时库

RealView RL-ARM是为解决基于ARM MCU的嵌入式系统中的实时及通信问题而设计的紧密耦合库集合。

它可以非常方便地应用于所有ARM7、ARM9和Cortex-M3系列的处理器,使得在ARM处理器上运行实时程序非常容易。它包含四个部分:RTX实时内核、Flash文件系统、TCP/IP协议簇、RTL-CAN (控制域网络),Real


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采集点? UDP? AT91SAM7X256? RTL实时库?

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