基于DSP的嵌入式TCPIP协议的实现（PDF）
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2009-04-26
11:07:09
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摘要：为了将以太网通信技术应用于电力自动化系统当中，本文结合电力自动化系统实际详细分析了嵌入
式TCP/IP 协议的选取原则，采用dsp芯片和网卡接口控制芯片设计了以太网接口，介绍了dsp芯片对网卡接
口控制芯片的控制过程和 TCP/IP 协议栈处理数据包的流程，完成了嵌入式TCP/IP 系统的开发。该系统可
以将数据按网络协议处理，实现数据的以太网传输。
关键词：dsp;嵌入式系统;TCP/IP;电力系统自动化;以太网
引言
近几年来，我国电力自动化工作取得了很大进展，电力自动化系统的通信方式也不断改进。最早是用 RS485
总线将各种保护、远动设备联在一起，用主从方式与主机通信，方式简单，技术缺陷也比较多。后来出现
的现场总线技术因其组网方便、抗干扰能力强等特点得到广泛的应用。现场总线标准有多种，电力自动化
系统中最常用的是 LONWORKS 总线和 CAN 总线两种。LONWORKS 总线通信速率为 78kbps 和 1.25Mbps，CAN 总
线通信速率为 1Mbps。随着电网的发展，现场总线标准不统一、传输速率低（最大也仅为 1Mbps 左右）的
局限性逐渐暴露出来。以太网具有通用性强、技术成熟、带宽迅速增加等特性，工业控制领域出现嵌入式技
术，尤其是dsp技术的发展和dsp在工业控制领域的广泛应用，使得在电力自动化系统设计时可以利用嵌入
式技术实现以太网通信，为电力自动化提供开放式、全分布、可互操作性的通信平台。网络传输的实时性
是电力自动化系统内部通信网的关键指标。以太网带宽达到 10Mb/s，可承受的网络负荷很大，加上交换式
智能集线器的使用，选择 10Mb/s 以太网作为变电站自动化系统的内部通信网，其网络传输实时性是有保证
的。本文将着重讨论嵌入式TCP/IP 协议的选择和dsp实现。
嵌入式协议的选择
TCP/IP 协议是一组不同层次上的多个协议的组合，通常被认为是一个包含链路层、网络层、传输层和应用
层的四层协议系统[2]。嵌入式系统是为完成某种特定的功能而设计的专用系统。嵌入式系统不要求（也不
可能）实现所有的 TCP/IP 协议，所以嵌入式TCP/IP 是对 TCP/IP 协议族进行选择而形成的协议集合.
链路层协议的选择
链路层协议的选择链路层最基本的功能是将物理层提供的原始传送比特流可能出错的物理连接改造为逻辑
上无差错的数据连接，为其上层协议发送和接收数据包。以太网遵循 IEEE802.3 所规定的 CSMA/CD（载波
监听多路访问及冲突监测）协议，实现该协议可以采用通用的 NIC（networkinterfacecontroller 网络接
口控制）芯片。另外，以太网上数据的传输是采用网络的 MAC 地址来进行识别的，这就要求系统有实现 IP
地址到 MAC 地址的转换功能，即 ARP（地址解析）协议。ARP 协议包括 ARP 请求和 ARP 响应两部分，系统要
同其他计算机通信，就必须要支持 ARP 响应。ARP 请求在本地建立了一个 IP 地址到 MAC 地址的映射，保证
了对外通信的有的放矢。RARP（逆地址解析）协议主要用于解决如何从 MAC 地址得到 IP 地址，主要用于无
盘工作站中。在本嵌入式系统中可以把 IP 地址存储于本地存储器中，不必从其他服务器得到 IP 地址，这
样就无需实现 RARP 协议。
网络层协议的选择
网络层主要负责处理数据包在网络中的活动。在 TCP/IP 协议族中，网络层协议包括 IP 协议（网际协议）、
ICMP 协议（Internet 控制报文协议）以及 IGMP 协议（Internet 组管理协议）等。IP 协议是 TCP/IP 族的
核心协议，它使异构网络之间的通信成为可能。因此 RTU 等系统数据跨越不同的网络进行传输就必须要实
现 IP 协议。ICMP 中规定了多种协议类型和代码，如果完全的实现也要耗费不少的系统资源，本嵌入式系
资源评论
coldice3132018-03-19thanks for sharing
