基于ARM的Ad Hoc網絡平臺的實現

功能概述

　　由于Ad Hoc網絡無中心、動態拓撲等特點，它需要各個節點都具有路由轉發功能。本文開發的Ad Hoc網絡節點通過在ARM平臺上移植路由協議而實現了數據包轉發功能。

　　圖1 節點轉發

　　以圖1所示的網絡進行功能示意，其中A、B、D是普通的移動電腦終端，C是本文開發的ARM平臺。A和D是通信的端點，D不在A的一跳范圍之內(A的覆蓋范圍如圖中虛線所示)。假設開始時B成為了A和D的中繼節點，完成A、D之間的數據轉發功能。當B節點出現故障時，C能自動代替B成為新的中繼節點，維持A、D之間的通信。

　　該ARM平臺除了路由協議以外，同時完成了ftp、iptables等工具的移植，還可以繼續增添語音、視頻等服務。

　　硬件平臺

　　以處理器為核心，無線網卡收到數據包后交給上層處理，需要發出的數據包也由處理器控制無線網卡來發出。當然SDRAM、閃存、電源這些模塊也是系統不可缺少的。

　　本文采用ARM920T為內核的三星處理器S3C2410A。S3C2410A 是32位低功耗RISC處理器，同時支持Thumb 16位壓縮指令集，其工作頻率為203MHz。S3C2410A有292個管腳，集成了許多片上功能，例如以太網控制器、UART控制器、可編程I/O口及中斷控制器等。

　　考慮到接口體積，該平臺選用USB接口的華碩WL-167g無線網卡，提供無線通信功能。

　　硬件平臺設計結構如圖2所示。

　　圖2 硬件平臺結構圖

　　在硬件調試中一個應該注意的問題就是S3C2410A的nWait引腳在不使用時應接上拉電阻，否則系統在啟動模式時將不能正常啟動。

　　軟件平臺

　　vivi是韓國MIZI公司開發的Bootloader，適用于ARM9處理器，其作用是初始化硬件設備、建立內存空間的映射圖，從而將系統的軟硬件環境設置成一個合適的狀態，以便為運行操作系統準備正確的環境。引導程序執行完后會將控制權交給內核(zImage)，內核是操作系統的核心，內核需要的各種配置文件、數據及上層軟件都存放在根文件系統之中。整個軟件平臺的結構如圖3所示。

　　圖3 軟件平臺示意圖

　　內核鏡像的生成

　　這里不贅述內核生成方法，需要注意此過程容易遇到三類錯誤：一是編譯出錯，應該檢查庫文件是否齊全，另外gcc版本太高也會導致編譯錯誤，重新安裝低版本gcc后即可解決;二是內核配置應將Default kernel command string設置為noinitrd root=/dev/mtdblock3 console=ttySAC0,115200 init=/linuxrc，“console=ttySAC0，115200”使內核啟動期間的信息全部輸出到串口0上，波特率為115200，“mtdblock3”代表第4個Nand閃存分區，該分區為根文件系統，init是指定啟動腳本，“init=/linuxrc”表示啟動初始化文件位置;三是應該在drivers/mtd/nand/s3c2410.c中，設置NAND_ECC_SOFT = NAND_ECC_NONE，這樣就關閉了ECC校驗。因為內核是通過vivi寫到Nand閃存中的，vivi使用的軟件ECC算法與內核中校驗算法不同。