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基于DSP的网络通信程序设计.docx
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基于 DSP 的网络通信程序设计
关键词:DSP 网络通信程序 通信协议 网
卡
DSP 芯片是专门为实现各种数字信号处理算
法而设计的、具有特殊结构的微处理器,其
卓越的性能、不断上升的性价比、日渐完善
的开发方式使它的应用越来越广泛。将计算
机网络技术引入以 DSP 为核心的嵌入式系统,
使其成为数字化、网络化相结合,集通信、
计算机和视听功能于一体的电子产品,必须
大大提升 DSP 系统的应用价值和市场前景。
将 DSP 技术与网络技术相结合,必须解决两
个关键问题:一是实现 DSP 与网卡的硬件接
口技术,二是基于 DSP 的网络通信程序设计。
DSP 与网卡的硬件接口技术参考文献有比较
详尽的论述,以下主要讨论基于 DSP 的网络
通信程序设计。
1 通信协议的制定
协议是用来管理通信的法规,是网络系统功
能实现的基础。由于 DSP 可以实现对网卡的
直接操作,对应于 OSI 网络模型,网卡包含
了物理层和数据链路层的全部内容,因此,
规定了数据链路层上数据帧封装格式,就可
以为基于 DSP 的局域网络中任意站点之间的
通信提供具体规范。因为以太网是当今最受
欢迎的局域网之一,在以太网中,网卡用于
实现规程,其典型代表是 Novell 公司的
NE2000 和 3COM 公司的 3C503 等网卡,所以
研究工作中的具体试验平台是以 DSP 为核心
构成的以太局域网,主要用于语音的实时通
信,所使用的网卡为 Novell 公司的 NE2000
网卡。NE2000 网卡的基本组成请见参考文献,
其核心器件是网络接口控制器 DP8390。该器
件有三部分功能:第一是子层协议逻辑,实
现数据帧的封装和解封,CSMA/CA 协议以及
CRC 校验等功能;第二是寄存器堆,用户对
NE2000 网卡通信过程的控制主要通过对这
些寄存器堆中各种命令寄存器编程实现;第
三是对网卡上缓冲 RAM 的读写控制逻辑。
DP8390 发送和接收采用标准的帧格式。参考
了以太网的协议和技术规范,但对数据包的
基本结构进行了修改,主要是类型字段变成
了长度字段。所以,以 DSP 为核心的局域网
内通信数据包基本格式如图 1 所示。
DSP 读出数据包和打包从目的地址开始。目
的地址用来指明一个数据帧在网络中被传
送的目的节点地址。NE2000 支持 3 种目的地
址:单地址、组地址及广播地址。单地址表
示只有 1 个节点可以接收该帧信息;组地址
表示最多可以有 64 个字节接收同一帧信息;
而广播地址则表示它可以被同一网络中的
所有节接收。源地址是发送帧节点的物理地
址,它只能是单地址。目的地址和源地址指
网卡的硬件地址,又称物理地址。
在源地址之后的 2 个字节表示该帧的数据长
度,只表示数据部分的长度,由用户自己填
入。数据字段由 46~1500 字节组成。大于
1500 字节的数据应分为多个帧来发送;小于
46 字节时,必须填充至 46 字节。原因有两
个:一是保证从目的地址字段到帧校验字段
长度为 64 字节的最短帧长,以便区分信道
中的有效帧和无用信息;二是为了防止一个
站发送短帧时,在第一个比特尚未到达总线
的最远端时就完成帧发送,因而在可能发生
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