基于ARM的嵌入式網(wǎng)關(guān)研究.pdf

1、本文首先結(jié)合本項目的應(yīng)用背景煤礦來具體分析研究嵌入式CAN—以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的必要性以及系統(tǒng)需求。網(wǎng)關(guān)的性能要求是和應(yīng)用類型相關(guān)的，不同應(yīng)用關(guān)注的側(cè)重點以及其指標(biāo)也不一樣。一般的，CAN網(wǎng)關(guān)對實時性、可靠性、高效性有較高要求。此外，作為CAN網(wǎng)關(guān)，由于CAN協(xié)議本身沒有對應(yīng)用層作出規(guī)定，在實際應(yīng)用中存在各種互不兼容的應(yīng)用層協(xié)議，所以CAN網(wǎng)關(guān)還要具有開放性和通用性。針對CAN網(wǎng)關(guān)的特點與應(yīng)用系統(tǒng)需求，本文在對網(wǎng)關(guān)研發(fā)現(xiàn)狀和目前嵌入式設(shè)備的發(fā)展

2、趨勢進(jìn)行深入調(diào)查分析的基礎(chǔ)上，最終確定采用基于隧道技術(shù)的嵌入式網(wǎng)關(guān)構(gòu)建方案。論文根據(jù)安徽省“十五”二期科技攻關(guān)項目“礦井安全生產(chǎn)數(shù)字化控制平臺”的特點，充分分析、論證了網(wǎng)關(guān)構(gòu)建各種方案的優(yōu)勢和缺點，在經(jīng)過反復(fù)比較、選擇之后確定了本課題的網(wǎng)關(guān)設(shè)計方案。根據(jù)設(shè)計方案確定采用適于作CAN網(wǎng)關(guān)的ARM7TDMI核的LPC2194作為MCU，并根據(jù)LPC2194的特點完成了系統(tǒng)所需的各外圍芯片選型。之后，完成了系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)的設(shè)計和制作。在本系統(tǒng)

3、硬件環(huán)境中將嵌入式μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)進(jìn)行了成功移植，并為各主要外圍芯片設(shè)計了驅(qū)動程序，建立起了系統(tǒng)的軟件平臺。在完成系統(tǒng)設(shè)計的同時，本文還根據(jù)本課題的設(shè)計和開發(fā)經(jīng)驗，給出了此類嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的一般方法和原則。最后，在對以太網(wǎng)幀和CAN幀的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，在不改變操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和不增加硬件成本的前提下，提出一種SubmergeFrame方法對網(wǎng)關(guān)進(jìn)行優(yōu)化。通過對改變后的幀格式和服務(wù)時間的分析，證明SubmergeFrame方