本文從硬件設(shè)計(jì)、軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)和采用狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)的熱插拔網(wǎng)絡(luò)處理任務(wù)三個(gè)方面描述了一種基于LwIP的熱插拔網(wǎng)絡(luò)嵌入式設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)處理任務(wù)通過查詢連接狀態(tài)的方式,采用狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)了熱插拔網(wǎng)絡(luò)子任務(wù),實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)申請(qǐng)和釋放內(nèi)存,并在確保網(wǎng)絡(luò)可靠連接下進(jìn)行UDP通信,同時(shí)提出了兩種軟件優(yōu)化方式,減少斷線重連等待對(duì)后臺(tái)系統(tǒng)任務(wù)輪詢的占用。 

【文章來源】：?jiǎn)纹瑱C(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用. 2020,20(04)

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

硬件設(shè)計(jì)框圖

在前臺(tái)程序中則通過中斷方式完成對(duì)異步事件的實(shí)時(shí)響應(yīng)。前臺(tái)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)將數(shù)據(jù)量較大且含有設(shè)備信號(hào)參數(shù)的網(wǎng)絡(luò)中斷設(shè)計(jì)為最高的搶占優(yōu)先級(jí)和響應(yīng)優(yōu)先級(jí)，將用于分機(jī)內(nèi)部模塊之間通信的串口中斷為次之的搶占優(yōu)先級(jí)和響應(yīng)優(yōu)先級(jí)，而將定時(shí)器中斷作為L(zhǎng)wIP計(jì)時(shí)時(shí)鐘及內(nèi)部定時(shí)時(shí)鐘，設(shè)計(jì)為最低的搶占優(yōu)先級(jí)和響應(yīng)優(yōu)先級(jí)。前后臺(tái)系統(tǒng)處理流程如圖2所示。3 熱插拔網(wǎng)絡(luò)處理任務(wù)設(shè)計(jì)

熱插拔網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)機(jī)通過將“內(nèi)存申請(qǐng)”狀態(tài)和“網(wǎng)絡(luò)重連”狀態(tài)設(shè)計(jì)為兩個(gè)子任務(wù)，避免了內(nèi)存的重復(fù)申請(qǐng)。而在內(nèi)存釋放狀態(tài)下，則逆向地對(duì)LwIP初始化時(shí)注冊(cè)的函數(shù)及申請(qǐng)的空間進(jìn)行釋放，以實(shí)現(xiàn)“純凈”的熱插拔網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。首先調(diào)用sys＿untimeout（）函數(shù)以注銷超時(shí)鏈表，再調(diào)用netif＿remove（）以注銷網(wǎng)卡，該函數(shù)將禁用網(wǎng)卡并將當(dāng)前網(wǎng)卡從網(wǎng)卡鏈表中注銷，最后再調(diào)用lwip＿comm＿mem＿free（）和ETH＿M(jìn)em＿Free（）以分別徹底地釋放當(dāng)前網(wǎng)卡下LwIP初始化時(shí)所申請(qǐng)的LwIP內(nèi)核空間及DMA空間。在網(wǎng)絡(luò)重連狀態(tài)下，將復(fù)位并重新配置MAC接口及PHY芯片，并查詢PHY芯片的連接狀態(tài)以嘗試重連。在正常連接及內(nèi)存釋放狀態(tài)下，均將輪詢處理UDP任務(wù)。網(wǎng)絡(luò)連接成功后UDP處理任務(wù)首先完成創(chuàng)建UDP控制塊、連接至遠(yuǎn)端IP和端口、綁定本地IP和端口、注冊(cè)接收回調(diào)函數(shù)等初始化工作，隨后在確保網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定連接狀態(tài)下對(duì)UDP通信進(jìn)行輪詢處理，而在網(wǎng)絡(luò)斷開連接或是初始化失敗情況下，UDP處理任務(wù)將釋放UDP初始化時(shí)所申請(qǐng)的內(nèi)存空間并斷開連接。采用狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)的熱插拔網(wǎng)絡(luò)處理任務(wù)C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)代碼如下：圖4 熱插拔網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于STM32與Lwip協(xié)議棧的高效通信技術(shù)[J]. 李晨,蔣林,劉思平.  電子技術(shù)與軟件工程. 2019(19)
[2]STM32F407的雷達(dá)流速測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法[J]. 陳偉昌,楊躍,趙旭升,范光偉,林年旺.  單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用. 2019(08)
[3]STM32的焦距自適應(yīng)激光清洗控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 晏強(qiáng),沈玄.  單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用. 2019(03)
[4]基于LwIP協(xié)議棧的嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 張超,王志超,林巖.  單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用. 2019(02)
[5]基于STM32和PCL6045BL的經(jīng)編機(jī)電子橫移系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 郭偉軍,章國(guó)青,孫以澤.  電子技術(shù)應(yīng)用. 2018(12)
[6]用STM32和ESP8266實(shí)現(xiàn)的可擴(kuò)展物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)[J]. 常欣,王琦.  單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用. 2018(12)
[7]嵌入式TCP/IP協(xié)議棧LWIP的內(nèi)部結(jié)構(gòu)探索與研究[J]. 孫樂鳴,江來,代鑫.  電子元器件應(yīng)用. 2008(03)

碩士論文
[1]基于STM32和LwIP的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)研究與應(yīng)用[D]. 韓興會(huì).西安工程大學(xué) 2018



本文編號(hào)：3344860