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嵌入式常用接口协议

2018年02月06日 17:54 次阅读

接口协议(Interface protocol)指的是需要进行信息交换的接口间需要遵从的通信方式和要求。接口协议的种类非常多。接口协议不仅要规定物理层的通信,还需要规定语法层和语义层的要求。

一个嵌入式系统装置一般都由嵌入式计算机系统和执行装置组成,嵌入式计算机系统是整个嵌入式系统的核心,由硬件层、中间层、系统软件层和应用软件层组成。执行装置也称为被控对象,它可以接受嵌入式计算机系统发出的控制命令,执行所规定的操作或任务。执行装置可以很简单,如手机上的一个微小型的电机,当手机处于震动接收状态时打开;也可以很复杂,如SONY 智能机器狗,上面集成了多个微小型控制电机和多种传感器,从而可以执行各种复杂的动作和感受各种状态信息。

硬件层中包含嵌入式微处理器、存储器(SDRAM、ROM、Flash等)、通用设备接口和I/O接口(A/D、D/A、I/O等)。在一片嵌入式处理器基础上添加电源电路、时钟电路和存储器电路,就构成了一个嵌入式核心控制模块。其中操作系统和应用程序都可以固化在ROM中。

嵌入式常用接口协议

嵌入式常用接口协议

1、BSD TCP/IP协议栈

BSD栈历史上是其他商业栈的起点,大多数专业TCP/IP栈(VxWorks内嵌的TCP/IP栈)是BSD栈派生的。这是因为BSD栈在BSD许可协议下提供了这些专业栈的雏形,BSD许用证允许BSD栈以修改或未修改的形式结合这些专业栈的代码而无须向创建者付版税。同时,BSD也是许多TCP/IP协议中的创新(如广域网中饿拥塞控制和避免)的开始点。

2、uC/IP

uC/IP是由Guy Lancaster编写的一套基于uC/OS且开放源码的TCP/IP协议栈,亦可移植到其它操作系统,是一套完全免费的、可供研究的TCP/IP协议栈,uC/IP大部分源码是从公开源码BSD发布站点和KA9Q(一个基于DOS单任务环境运行的TCP/IP协议栈)移植过来。uC/IP具有如下一些特点:带身份验证和报头压缩支持的PPP协议,优化的单一请求/回复交互过程,支持IP/TCP/UDP协议,可实现的网络功能较为强大,并可裁减。UCIP协议栈被设计为一个带最小化用户接口及可应用串行链路网络模块。根据采用CPU、编译器和系统所需实现协议的多少,协议栈需要的代码容量空间在30-60KB之间。http://ucip.sourceforge.net

3、LwIP

LwIP是瑞士计算机科学院(Swedish InsTItute of Computer Science)的Adam Dunkels等开发的一套用于嵌入式系统的开放源代码TCP/IP协议栈。LwIP的含义是Light Weight(轻型)IP协议,相对于uip。LwIP可以移植到操作系统上,也可以在无操作系统的情况下独立运行。LwIP TCP/IP实现的重点是在保持TCP协议主要功能的基础上减少对RAM的占用,一般它只需要几十K的RAM和40K左右的ROM就可以运行,这使LwIP协议栈适合在低端嵌入式系统中使用。LwIP的特性如下:支持多网络接口下的IP转发,支持ICMP协议 ,包括实验性扩展的的UDP(用户数据报协议),包括阻塞控制,RTT估算和快速恢复和快速转发的TCP(传输控制协议),提供专门的内部回调接口(Raw API)用于提高应用程序性能,并提供了可选择的Berkeley接口API。http://www.sics.se/~adam/lwip/或http://savannah.nongnu.org/projects/lwip/

4、uIP

uIP是专门为8位和16位控制器设计的一个非常小的TCP/IP栈。完全用C编写,因此可移植到各种不同的结构和操作系统上,一个编译过的栈可以在几KB ROM或几百字节RAM中运行。uIP中还包括一个HTTP服务器作为服务内容。许可:BSD许用证http://www.sics.se/~adam/uip/

5、TInyTcp

TInyTcp 栈是TCP/IP的一个非常小和简单的实现,它包括一个FTP客户。TInyTcp是为了烧入ROM设计的并且现在开始对大端结构似乎是有用的(初始目标是68000芯片)。TinyTcp也包括一个简单的以太网驱动器用于3COM多总线卡http://ftp.ecs.soton.ac.uk/pub/elks/utils/tiny-tcp.txt

选择一个开源协议栈可以从四个方面来考虑:

一个是是否提供易用的底层硬件API,即与硬件平台的无关性;一个是与操作系统的内核API。协议栈需要调用的系统函数接口是否容易构造,另一个对于应用支持程度。最关键的是占用的系统资源是否在可接受范围内,有裁减优化的空间否? 其中,BSD 栈可完整实现TCP/IP协议,但代码庞大,70KB-150KB之间,裁减优化有难度,uIP和TinyTcp代码容量小巧,实现功能精简,限制了在一些较高要求场合下的应用,如可*性与大容量数据传输。LwIP和uC/IP是同量级别的两个开源协议栈,两者代码容量和实现功能相似,LwIP没有操作系统针对性,它将协议栈与平台相关的代码抽象出来,用户如果要移植到自己的系统,需要完成该部分代码的封装,并为网络应用支持提供了API接口的可选性。

uC/IP协议最初是针对uC/OS设计,为方便用户移植实现,同样也抽象了协议栈与平台相关代码,但是协议栈所需调用的系统函数大多参照uC/OS内核函数原型设计,并提供了协议栈的测试函数,方便用户参考,其不足在于该协议栈对网络应用支持不足。 根据以上分析,从应用和开发的角度看,似乎LWIP更得到了网上很多朋友使用的青睐;uC/IP在文档支持与软件升级管理上有很多不足,但是它最初是针对UC/OS而设计,如果选用UC/OS作为软件基础的话,在系统函数构造方面有优势。当然你选择其他操作系统的话,可参照OS_NULL文件夹下的文件修改。

以上的这些开源协议栈也并非免费,拿来就可以用,据我所知,UC/OS的母公司推出UC/OS-TCP/IP花了6人*2年的工作量,国内某公司使用LWIP作为移植的参照,花了4-5人*2年的工作量来测试与优化协议,使用商用TCP/IP栈的高费用就不足为奇了。 作为广大的爱好者学习而言,如果只是跑跑原型,实验一下效果,以上的几种开源协议栈都提供了测试的例子,应该是不错的选择。个人的看法:LWIP可优先考虑,至少网上有很多的人一块研究,

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慕展作为行业盛会,果然名不虚传,现场人头攒动,十分热闹!随着汽车的大量普及,人们对车辆的智能性以及安...

发表于 2018-03-15 09:08 687次阅读
感受智能汽车世界的最新科技是多么酷炫

与一线Linux嵌入式开发工程师的对话

陈工程师一直做Linux的嵌入式开发,作为在开发一线的工程师,他对很多问题的看法可能更切合实际需求,...

发表于 2018-03-14 07:43 360次阅读
与一线Linux嵌入式开发工程师的对话

相对于互联网而言,物联网的本质在于“万物相连”

在最低层的硬件平台之上,有物联网操作系统内核和外围功能模块,加上集成开发环境,这些子系统之间相互配合...

发表于 2018-03-13 10:09 749次阅读
相对于互联网而言,物联网的本质在于“万物相连”

瑞萨Renesas Synergy™ 一站式解...

Renesas Synergy™ 平台的完整一站式解决方案和Synergy™ Gallery,不仅有...

发表于 2018-03-12 14:45 603次阅读
 瑞萨Renesas Synergy™ 一站式解...

嵌入式硬件工程师的年终总结:生活虐我千百遍,我待...

又到年底总结了,我自问:2017年,你成长了吗?去年九月,我以年轻还有无限可能的名义来到了北京,我觉...

发表于 2018-03-12 10:33 541次阅读
嵌入式硬件工程师的年终总结:生活虐我千百遍,我待...

操作系统的内核都是用C语言写的_这不全是嵌入式选...

以一个人从A地到B地为例,面向过程就是需要规划路线,了解路况,自己做好一系列的准备;而面向对象就是坐...

发表于 2018-03-11 20:03 304次阅读
操作系统的内核都是用C语言写的_这不全是嵌入式选...

一位以linux为例的嵌入式大神的学习心得总结(...

嵌入式分为广义和狭义两种。广义的嵌入式就是片上系统(system on a chip),包括单片机、...

发表于 2018-03-09 16:27 499次阅读
一位以linux为例的嵌入式大神的学习心得总结(...

指纹识别在嵌入式IoT系统中的实现和设计要点

作者:上海润欣科技股份有限公司创研社 前言 随着指纹识别在智能手机上面的普及,指纹识别技术在越来越多...

发表于 2018-03-09 10:08 889次阅读
指纹识别在嵌入式IoT系统中的实现和设计要点

浮点处理器相对于定点处理器有何不同

C28x+FPU架构的C2000微处理器在原有的C28x定点CPU的基础上加入了一些寄存器和指令,来...

发表于 2018-03-07 08:57 1416次阅读
浮点处理器相对于定点处理器有何不同

三种常见嵌入式设备通信协议

嵌入式设备与PC通讯的通信协议设计经验 嵌入式设备在运行中需要设置参数,这个工作经常由PC机来实现。

发表于 2018-03-06 10:06 907次阅读
三种常见嵌入式设备通信协议

还不错!装有移动设备和嵌入式设备的神经网络机器学...

Arm宣布推出神经网络机器学习(ML) 软件 Arm NN,这只是第一步,我们还计划添加其他高级神经...

发表于 2018-03-06 09:26 474次阅读
还不错!装有移动设备和嵌入式设备的神经网络机器学...

高实时微处理器,必将成为产品“核芯”竞争力

一颗强力的大脑是系统的灵魂,i.MX RT系列高实时微处理器,集成Cortex-M7内核,最高600...

发表于 2018-03-06 08:21 2733次阅读
高实时微处理器,必将成为产品“核芯”竞争力

网民对嵌入的了解

人觉得其实互联网中真正有技术含量的就是后台开发,包括集群架构与优化,分布式系统和云计算等,

发表于 2018-03-05 16:28 99次阅读
网民对嵌入的了解

中科曙光微处理器前景发展分析

微处理器由一片或少数几片大规模集成电路组成的中央处理器。这些电路执行控制部件和算术逻辑部件的功能。微...

发表于 2018-03-05 15:53 1106次阅读
中科曙光微处理器前景发展分析

三道嵌入式Linux复习题

题一:在大多数linux发行版本中,以下哪个属于块设备 (block devices) ? a....

发表于 2018-03-05 15:28 134次阅读
三道嵌入式Linux复习题

《通过SensorTile了解嵌入式系统》

SensorTile包括5个实用的MEMS传感器,

发表于 2018-03-05 14:32 143次阅读
《通过SensorTile了解嵌入式系统》

嵌入式Linux内核编译步骤和经验

不过这应该也不是必须的,因为我在我的Fedora 13上(其自带的内核版本是2.6.33.3),就下...

发表于 2018-03-05 14:26 648次阅读
嵌入式Linux内核编译步骤和经验

嵌入式的由来和发展

对嵌入式的发展起到至关重要的人物Jim Ready

发表于 2018-03-05 13:49 176次阅读
嵌入式的由来和发展

嵌入式驱动的构造分析总结

在Linux系统上编写驱动程序,说简单也简单,说难也难。难在于对算法的编写和设备的控制方面,是比较让...

发表于 2018-03-03 09:23 552次阅读
嵌入式驱动的构造分析总结

嵌入式开发中可能会碰到的一些问题

1、单片机等小的外部总线单片机等小的MCU一般都有外部总线,可以用来接真彩LCD(异步总线接口TFT...

发表于 2018-03-02 14:04 561次阅读
嵌入式开发中可能会碰到的一些问题

嵌入式Linux复习题精华

题一: led驱动编写有几种方式?思考过后,再到下方寻找答案 题二: bootloader和uboo...

发表于 2018-03-02 11:21 460次阅读
嵌入式Linux复习题精华

嵌入式硬件电路设计基础知识梳理

今天就说说硬件电路设计方面的几个注意事项,首先,咱们了解下嵌入式的硬件构架。

发表于 2018-03-01 15:16 566次阅读
嵌入式硬件电路设计基础知识梳理