IEEE 1588协议在工业以太网中的实现

为满足电力等分布式测控系统对时钟同步的高精度要求,采用TI公司支持IEEE 1588协议的Cortex-M3核ARM芯片作为微处理器,设计并实现一种基于中断优先级的前/后台框架的精密时钟网络服务器。由于选用轻量级TCP/IP协议栈(LwIP)和简化同步协议设计底层通信软件,能减轻处理器负担,实时性能得到改善。测试实验结果表明,该设备同步精度高、稳定性好、成本低,具有较好的应用前景。     

嵌入式TCP/IP协议在ARM上的实现及其应用

介绍了嵌入式TCP/IP协议LWIP,实现了该嵌入式TCP/IP协议栈在ARM7TDMI上的移植,展望了其在数据传输系统中的应用前景.     

基于MCF52233的嵌入式Web服务器设计

针对嵌入式设备软硬件资源紧张和数据传输量有限的特点,在分析标准TCP/IP协议栈各层功能的基础上,提出以MCF52233微控制器为硬件基础的物理层驱动程序设计,以及对操作系统无依赖的精简嵌入式TCP/IP协议栈设计,阐述HTTP协议和通用网关接口CGI的实现。     

轻量级嵌入式TCP/IP协议栈的设计

介绍了引入轻量级TCP/IP协议栈的背景，描述了标准TCP/IP协议栈，分析了嵌入式系统中TCP/IP协议栈的特点和设计的思路，总结了轻量级TCP/IP协议栈和标准TCP/IP协议栈的区别。     

井下气体监测系统的嵌入式网关设计与实现

为满足矿井下大范围空间的气体监测的以太网通信要求,实现监测数据由井下到井上的远距离传输,设计了一套基于JN5148单片机和W5500网络芯片的ZigBee-以太网网关设计方案,阐述了网关的硬件以及通信软件的设计.利用W5500内部集成的TCP/IP协议栈实现了以太网的通信,省去了在主控单片机上的TCP/IP协议栈移植.该方案具有开发周期短和数据传输稳定可靠等优点,能够简单灵活地实现ZigBee协议与TCP/IP协议的切换.设计网关的测试结果表明,可以实现ZigBee与以太网的数据传输和共享.     

TCP/IP协议栈的实现方法

TCP/IP协议是互联网的核心协议,也是大多数网络应用的核心协议.介绍了TCP/IP协议栈的概念及基本工作原理,详细描述了TCP/IP协议栈的裁剪、设计和实现方案,并以单片机C8051 F340和网络控制芯片CP2200为硬件平台,设计和实现了一个面向远程工业公职领域的精简TCP/IP协议栈,包括UDP、ARP、IP及TCP等协议模块.经过精简后的协议栈代码量小,结构合理,易于移植和扩充.     

嵌入式WEB传感器的网络化接口设计

介绍了嵌入式WEB传感器的体系结构,提出了网络化接口中TCP/IP协议栈的几种实现方式,着重探讨了基于TCP/IP协议栈芯片W3100A的网络化接口的实现,最后分析了嵌入式WEB传感器的WEB功能的实现。     

基于μC/OS-II的μC/IP协议栈在ARM系统中的实现

深入分析了μC/IP协议栈,阐述了其移植原理和实现方案,并给出了在具体软硬件平台上的移植实例。首先,通过分析μC/IP协议栈,结合实时内核μC/OS-II与32位ARM7Core的软硬件平台,论述了μC/IP协议栈的移植原理。然后,根据TCP/IP各层协议的具体实现提出了μC/IP协议栈移植与裁减的一种可行方案。最后,在基于μC/OS-II与ARM7Core的软硬件平台上实现了μC/IP协议栈的移植。实验结果表明:移植后的协议栈实现了网络的基本功能,且运行稳定。开源μC/IP协议栈的移植实现,为基于μC/OS-II的Internet嵌入式系统应用提供一个小型可裁减的TCP/IP协议中间件。     

基于μC/OS-Ⅱ的μC/IP协议栈在ARM系统中的实现

深入分析了μC/IP协议栈,阐述了其移植原理和实现方案,并给出了在具体软硬件平台上的移植实例.首先,通过分析μC/IP协议栈,结合实时内核μC/OS-Ⅱ与32位ARM7 Core的软硬件平台,论述了μC/IP协议栈的移植原理.然后,根据TCP/IP各层协议的具体实现提出了μC/IP协议栈移植与裁减的一种可行方案.最后,在基于μC/OS-Ⅱ与ARM7 Core的软硬件平台上实现了μC/IP协议栈的移植.实验结果表明移植后的协议栈实现了网络的基本功能,且运行稳定.开源μC/IP协议栈的移植实现,为基于μC/OS-Ⅱ的Internet嵌入式系统应用提供一个小型可裁减的TCP/IP协议中间件.     

基于TQ2440平台的嵌入式LwIP协议栈的移植与实现

LwIP是一种轻量级的开源TCP/IP协议栈,具有移植性强、资源占用率低等优点,适用于嵌入式系统中。分析嵌入式系统中TCP/IP协议栈的特点和TCP/IP协议栈的工作原理,重点讲述TQ2440平台下的网络驱动设计过程,介绍将LwIP移植到TQ2440平台的过程和方法,通过实验测试证明移植方法的正确性。     

基于嵌入式的实时通信协议栈研究与设计

传统的TCP/IP协议重点在于保证数据传输的可靠性及流量控制,而在实时性要求相对较高的嵌入式领域,其实时性方面的性能显得不足。为此,对基于TCP/IP协议的嵌入式通信协议栈进行了分析,针对通信中的TCP拥塞控制问题进行了改进,有效地提高了TCP/IP协议的实时性。     

一种基于自定义以太网帧的高速数据传输协议及在成像系统中的应用*

针对将TCP/IP协议栈运用在嵌入式成像系统中作为通信方式时所存在的传输速度较低的不足,提出一种将数据封装在自定义以太网帧中进行传输的通信方式,并针对这种方式实现了网卡的驱动,定义了3种帧格式它们分别用于启动曝光、数据传输、数据重传等,设计一种基于状态机的控制协议实现相机的控制及图像数据的传输,最终在硬件平台上实现基于这种方法的成像系统。实验测试表明在NiosII嵌入式处理器工作在150MHz、uCosII操作系统条件下,基于自定义以太网帧的传输方式能将图像数据的传输速率提升4倍以上,这种方式特别适用于传输速率要求较高且资源有限的嵌入式程序成像系统。     

领域专用低延迟高带宽TCP/IP卸载引擎设计与实现

针对量化高频交易应用场景对数据传输低延迟高带宽的需求,定制一种领域专用的TCP/IP协议栈,并将其卸载到专用硬件加速模块上。采用模块化设计实现专用硬件逻辑,并与FAST协议硬件加速模块共同构成完整的低延迟高带宽高频交易系统。通过调整最大报文长度,实现64 Byte数据对齐,提升内核与高带宽内存（HBM）间的读写速率,并对内存结构进行优化,实现主机端与HBM间的4通道并行读写管理。对各功能模块进行数据流优化,最终构建全流水线架构。模块间统一使用AXI4-Stream接口连接,并绕过内存进行数据传输,实现传输性能的提升。实验结果表明,TCP/IP卸载引擎在Xilinx Alevo U50数据中心加速卡上可获得38.28 Gb/s的网络吞吐率,基础网络通信穿刺延迟最低为468.4 ns,在叠加FAST解码协议后延迟为677.9 ns,与传统软件处理网络堆栈（Intel i9-9900x+9802BF）的方式相比,TCP/IP引擎的吞吐率提升1倍,延迟降低为1/12,且延迟稳定,波动范围在10 ns左右,在满足量化高频交易场景需要的同时,有效减轻了CPU的负载。     

基于GPRS的无线图像数据传输

为解决图像监控系统的图像数据无线传输问题,提出采用GPRS业务建立TCP/IP连接来实现图像数据无线传输的方法。通过硬件采用AT91SAM9260处理器加Q2403 GSM/GPRS模块,软件采用Uip1.0 TCP/IP协议栈的方案来实现并建立TCP/IP连接,从而进行图像数据无线传输。     

在FPGA中实现嵌入式TCP/IP通信协议栈

研究了嵌入式TCP/IP通信协议栈在Xilinx FPGA上的实现,介绍了其软硬件的系统组成和原理,提出一种实时操作系统上TCP/IP协议栈的高效工作模式,并在Virtex-5FPGA上移植成功。通过建立测试平台进行数据传输测试,证明其具有稳定、高效的通信性能,为嵌入式设备开发提供了新的思路。     

一种跨平台的实时TCP/IP协议栈设计

为提高异构系统下网络通信的实时性,提出一种跨平台的实时TCP/IP协议栈(RTTCP/IP)实现方法。运用操作系统适配技术屏蔽底层数据处理的差异性,增强协议栈的可移植性和可扩展性;通过简化TCP/IP协议栈的结构,减少协议栈对系统资源的占用;采用内存映射技术,将内核空间地址映射到用户空间,避免用户与内核间的数据拷贝操作;引入基于时分多址的介质访问机制和数据包优先级策略,防止网络传输冲突,解决数据包优先级倒置问题。测试结果表明,RTTCP/IP实现方法能够减少系统开销和通信延迟,提高系统实时性和稳定性。     

矿用分布式采集系统时钟同步方案设计与实现

单一的时钟同步技术由于其精度及应用局限性,无法满足矿用分布式采集系统高精度、高可靠性的时钟同步性能要求。针对上述问题,提出了基于北斗+IEEE 1588V2+本地后备时钟的三级协同时钟同步方案。选用部署在地面的T600-BDGOCXC型北斗授时服务器作为主时钟,为系统提供纳秒级精度的绝对时钟;采用STM32F407+DP83848及PTPd协议栈实现支持IEEE 1588V2协议的采集节点,通过井下工业环网将北斗的绝对时钟同步到各采集节点;本地后备时钟采用STM32F407内部RTC(实时时钟)实现,给各采集节点提供秒级精度的时间戳初值,便于各采集节点用最短时间实现与主时钟的同步。测试结果表明,北斗授时服务器与采集节点通过交换机直连的情况下,1 min后时钟同步精度达162 ns;北斗授时服务器与采集节点通过三级交换机连接的情况下,时钟同步精度为565 ns;在北斗授时服务器失效的情况下,优先级高的采集节点升级为主时钟并为其余采集节点授时,具有较强的可靠性。     

区域网络TCP/IP协议栈的性能分析

针对ＴＣＰ／ＩＰ在功能和性能两个方面所表现出的内在缺陷,在对传统协议功能研究的基础上,分析了ＴＣＰ／ＩＰ协议栈在区域网络环境的动态行为,特别是应用报文,ＴＣＰ窗口和分组大小,某些ＴＣＰ改进算法对单向和双向的批量和事务应用的性能影响,并从协议机制的角度揭示和探讨造成性能差异的原因。