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互联网嵌入式网络连接

本文共计58页，20590字；

摘要
互联网已经进入一个崭新的时代，它成为我们日常生活的一部分。无论是在家中、在办公室或者其他地方，都能方便地连接到网络上。随着互联网的普及，嵌入式系统已越来越重视网络特性。在成本不到3美元的8位单片机上实现一个“瘦服务器”是一种挑战，代码精简且功能完整的TCP/IP协议栈也能方便地移植到16/32位MCU、MPU或者DSP上，实现嵌入式互联网的各类应用。
本方案主要采用Motorola的MC68HC908GP32微控制器作为处理核心，通过RTL8019AS网卡芯片实现以太网的连接。
本论文详细介绍了基于GP32和RTL8019AS双芯片解决方案的嵌入式瘦服务器的软、硬件设计过程。
关键词：MC68HC08GP32,RTL8019AS,嵌入式系统,TCP/IP,以太网,嵌入式网络连接
Abstract
The Internet is entering a new era, in which it will become part of our everyday life through the devices that surround us at home, at work, and elsewhere. With the popular of the Internet, embedded system emphasizes networking features. It might be a challenge to realize a ‘Lean Server’ on a 8-bit MCU. The downsized TCP/IP stack has implemented most functions, and it can be immigrate into 16/32 bit MCU, MPU or DSP, realizing most applications with embedded Internet.
This solution designs an embedded lean TCP/IP server. It is powered by
目 录

论文摘要 1
ABSTRACT 1
目 录 2
表格目录 5
插图目录 5
第一章 引言 7
第二章 总体方案设计 8
2.1 概貌 8
2.2 设计基础 9
2.2.1 总体方案分类 9
2.2.2 现有的8-bit MCU连接网络的方案比较 11
2.2.3 现有的嵌入式TCP/IP协议栈的比较 11
2.3 工作原理简述 13
2.3.1 网络协议栈 13
2.3.1.1 网络层 14
2.3.1.2 传输层 16
2.3.1.3 应用层 21
2.3.2 以太网网卡的工作原理 21
2.3.2.1 主要性能 21
2.3.2.2 内部结构 21
2.3.2.3 数据帧的组成 22
2.3.2.4 RTL8019AS的DMA操作 23
第三章 硬件电路设计 25
3.1 整体硬件描述 25
3.2 MCU单元 26
3.3 网络连接单元 27
3.4 其他单元电路图 29
3.5 印制电路板设计 30
第四章 软件程序设计 32
4.1 开发环境建立 32
4.1.1 C语言编译环境的建立 32
4.1.1.1 68HC08的C语言概述 32
4.1.1.2 交叉编译环境和C程序运行环境的建立 33
4.1.2 程序调试环境的建立 38
4.1.2.1 Boot 代码 38
4.1.2.2调试环境 40
4.1.3 以太网上数据流的监视方法 41
4.2 软件综述 42
4.3 程序模块设计 44
4.3.1 RTL8019AS. Init(); 44
4.3.2 读取收到的Ethernet数据帧 46
4.3.3 ARP协议 47
4.3.4 ICMP协议 49
4.3.5 IP协议 50
4.3.6 UDP协议 50
4.3.7 TCP协议 51
4.3.8 HTTP协议 53
第五章 调试运行与结论 55
参考文献 57
致谢 58
附录 调研阅读报告与翻译 59
译文： 59
第15章TFTP：简单文件传送协议 59
15.1 引言 59
15.2 协议 59
15.3 一个例子 61
15.4 安全性 62
15.5 小结 62
第17章TCP：传输控制协议 63
17.1 引言 63
17.2 TCP的服务 63
17.3 TCP的首部 64
17.4 小结 67
原文： 67
TFTP: Trivial File Transfer Protocol 67
15.1 Introduction 67
15.2 Protocol 68
15.3 An Example 69
15.4 Security 71
15.5 Summary 72
TCP: Transmission Control Protocol 72
17.1 Introduction 72
17.2 TCP Services 73
17.3 TCP Header 75
17.4 Summary 79

参考文献

【1】COMER DOUGLAS E. 《用TCP/IP进行网际互连——TCP/IP详解，卷1：协议》林瑶等译 北京：电子工业出版社
【2】许华杰, 明健 基于SX单片机实现WebServer和网络协议栈　《单片机与嵌入式系统应用》2001.11
【3】万静华,丁亚军 以太网控制器的嵌入式设备网络互连 《单片机与嵌入式系统应用》2001.12