嵌入式系统/ARM技术中的基于 LWIP 的嵌入式网络系统设计和实现
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2020-10-21
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嵌入式系统嵌入式系统/ARM技术中的基于技术中的基于 LWIP 的嵌入式网络系统设计的嵌入式网络系统设计
和实现和实现
ARM（Advanced RISC Machines）是目前在嵌入式领域里应用最广泛的 RISC 微处理器 结构，以低成本、低
功耗、高性能的特点占据了嵌入式系统应用领域的领先地位，已遍及工业控制、消费类电子产品、通信系统、
网络系统、无线系统等各类产品市场。S3C2410 芯 片是由韩国 SAMSUNG 公司推出的基于 ARM920T 核的通
用处理器，是为应用于小型掌上设备嵌入式系统应用而提供的微控制解决方案。SMDK2410 开发板是
SAMSUNG 公司推出 的基于此芯片的示例板，其网络部分使用的是 CS8900A 芯片。 鉴于 ARM 处理器多
方面的优势，现在已有多款操作系统实现了对
ARM（Advanced RISC Machines）是目前在嵌入式领域里应用最广泛的 RISC 微处理器 结构，以低成本、低功耗、高性
能的特点占据了嵌入式系统应用领域的领先地位，已遍及工业控制、消费类电子产品、通信系统、网络系统、无线系统等各类
产品市场。S3C2410 芯 片是由韩国 SAMSUNG 公司推出的基于 ARM920T 核的通用处理器，是为应用于小型掌上设备嵌入
式系统应用而提供的微控制解决方案。SMDK2410 开发板是 SAMSUNG 公司推出 的基于此芯片的示例板，其网络部分使用
的是 CS8900A 芯片。
鉴于 ARM 处理器多方面的优势，现在已有多款操作系统实现了对其的支持，包括 Linux、 VxWork、WinCE、C/OS-II
等。其中 C/OS-II 以其源码公开、代码精简（全部仅 6000 余 行），高效稳定，移植性好，可裁剪等特点，正在不断扩大影响
力。但是，？C/OS-II 只提供 了基本的操作系统功能，例如进程调度、同步、进程通信等，却不提供一般操作系统都提供的如
文件系统、网络等功能，一定程度上限制了其使用。
LWIP是开放源代码的独立TCP/IP协议栈，由瑞士计算机科学院的 Adam unkels 等开 发，其目的是在支持比较完整的
TCP/IP协议的基础上减少代码尺寸，同时减少对存储器的使 用量，并且其移植接口简洁清晰，便于添加入其它操作系统中。
本文以SMDK2410开发板为硬件平台，构建了一个以C/OS-II和LWIP为基础的软件系 统，并给出了一个在该系统上的网
络服务应用程序，从而实现了一个完整的嵌入式网络系统。
1 整体介绍整体介绍 本嵌入式系统体系结构如图1所示，在最终运行于SMDK2410开发板上的软件实际上包含五部分，分别是：硬
件初始化程序、用户应用程序、C/OS-II操作系统、LWIP网络协议 栈、CS8900A网卡驱动程序：
由于各部分相对的独立性，为了能使其协同工作，要实现各个模块之间的接口，这需要做五部分的工作
编写SMDK2410开发板初始化代码，在系统启动后初始化硬件，为软件提供运行 环境。
移植C/OS-II到SMDK2410开发板，即为C/OS-II添加硬件相关代码。
移植LWIP到C/OS-II，即为LWIP实现与操作系统相关的接口函数。
编写CS8900A网卡驱动支持LWIP，即为LWIP实现底层硬件数据接收功能。
基于LWIP和C/OS-II提供的系统函数，编写用户网络应用程序。
２ ２ 软件系统各部分介绍软件系统各部分介绍
2.1 初始化硬件平台初始化硬件平台 初始化代码的目的是使系统硬件环境处于一个合适的状态，从而为执行操作系统做好准备，它是整
个软件系统最开始运行的程序。主要包括以下工作，由汇编文件 init.S 实现：
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