基于ARM微處理器TCP／IP協議棧LwlP實現

0 引 言
隨著嵌入式系統與網絡的日益結合，越來越多的嵌入式設備需要實現Internet網絡化，支持嵌入式設備接入網絡，已成為嵌入式領域重要的研究方向。而目前嵌入式系統中大量應用低速處理器，受內存和速度限制，實現完整的TCP／IP協議較為困難，LwIP作為較為成熟的嵌入式TCP／IP協議棧受到了廣泛的應用。

1 硬件平臺
本通信系統的硬件平臺由以下幾個部分組成：S3C2410主CPU芯片控制嵌入式外圍設備的存儲、通信、保護、調試、顯示等操作；DSP和FPGA負責信號數據的采集和處理；CS8900A負責網絡數據的收發；其他部分還包括串口RS232的通信、LCD的數據顯示、數據存儲FLASH和SDRAM以及其他硬件控制等。本硬件通信平臺的原理框圖如圖1所示。

嵌入式操作系統選用的是μcosⅡ，μcosⅡ作為目前市場上最小的嵌入式操作系統得到了廣泛的應用，提供任務問通信、同步使用的信號量、郵箱和消息隊列；具有良好的可裁剪性。

2 TCP／IP協議棧LwIP的移植
LwIP由幾個模塊組成，除TCP／IP協議的實現模塊外(IP，ICMP，UDP，TCP)，還有包括許多相關支持模塊。這些支持模塊包括：操作系統模擬層、緩沖與內存管理子系統、網絡接口函數及一組Internet校驗和計算函數。緩沖與內存管理子系統等大部分模塊LwIP都已經獨立出來，在移植的過程中不需要改動，我們只需要實現操作系統模擬層以及底層硬件驅動就可以正常工作。
操作系統模擬層存在的目的主要是為了方便LwIP的移植，它在底層操作系統μcosⅡ和LwIP之間提供了一個接口。這樣，我們在移植LwIP到一個新的目標系統時，只需修改這個接口即可。操作系統模擬層需要實現信號量操作函數、郵箱操作函數和線程操作函數三類。
為支持操作系統模擬層，還需要完成與CPU或編譯器相關的定義，如數據類型、數據長度、字的高低位順序等，這些應該與實現μC／OS-Ⅱ時相一致。另外需要注意的是由于一個網絡可能由不同的體系結構的CPU組成，其字節順序可能有兩種方式：Little-endian順序和Big-endian順序。需要注意字節順序的相互匹配。