基于精簡TCP/IP協(xié)議棧的信息家電網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器

摘要：通過分析和實驗，研究嵌入式TCP/IP協(xié)議棧S1C33-Stack的結(jié)構(gòu)及運行原理，給出以S1C33-Stack構(gòu)造單芯片嵌入式網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，將信息家電組網(wǎng)及接入Internet的實現(xiàn)方案。研究單芯片嵌入式網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中S1C33-Stack與用戶程序的接口方案，用戶登錄軟件及信息家電監(jiān)測軟件的設(shè)計方法。

    關(guān)鍵詞：SIC33209 嵌入式系統(tǒng) TCP/IP協(xié)議棧 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器 信息家電 Internet

引言

S1C33209是EPSON公司推出的RISC結(jié)構(gòu)的32位高性能CMOS微處理器，具有高速、低功耗、低電壓操作、精簡指令集等特點，提供乘與累加功能，既可用于辦公設(shè)備，也特別適用于需要高級數(shù)據(jù)處理的便攜設(shè)備，可以進(jìn)行高速運算、靈活的I/O口控制和高效的數(shù)據(jù)操作。S1C33209具有8KB的內(nèi)部RAM，其運算速率可達(dá)60MHz，加上優(yōu)化的多數(shù)為單時鐘周期的指令集，使S1C33209吞吐量大為提高。S1C33209比常規(guī)MCU有更快的運算速度及可靠的性能、可重復(fù)編程的結(jié)構(gòu)，使得精簡的TCP/IP能夠在其中可靠運行。

1 硬件平臺結(jié)構(gòu)及設(shè)計

信息家電遠(yuǎn)程訪問時，通信數(shù)據(jù)量不大，10M以太網(wǎng)的通信速率即可滿足要求；其次信息家電對實時性的要求不高，可定位在秒級。

在這種情況下，構(gòu)造了家電網(wǎng)絡(luò)硬件平臺服務(wù)器S1C-WebServer，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。S1C33-WebServer主要由三部分組成，即S1C33209微處理器、RTL8019AS全雙工以太網(wǎng)控制器（RealTek公司出品，100腳的TQFP封裝，最大速率10Mbps，自帶16KB的SRAM，工作在Ethernet II和IEEE802.3、10Base5、10Base2、10BasetT下，全雙工，支持8位與16位數(shù)據(jù)總線，與NE2000兼容）、可擦寫Flash(采用Intel的E28F320，容量為4MB)�？紤]到Flash的擦寫在程序調(diào)試中不太方便，所以為S1C33209外圍擴(kuò)展512KB的SDRAM。在S1C33209中，運行用戶程序和S1C33-Stack。在Flash中，存放S1C-WebServer的各種Web資源信息，綜可處理Web頁面、圖像文件等，與PC機(jī)上WebServer中的硬盤可以存儲大量的不同頁面。Flash的容量決定了WebServer的資源文件的大小。RTL9019AS是Ethernet控制器，負(fù)責(zé)S1C33209與Ethernet的數(shù)據(jù)傳遞。在信息家電已具備RS232或相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)接口的條件下，使用家庭自動化總線HAB（Home Automation Bus）作為S1C33-WebServer與家庭網(wǎng)絡(luò)協(xié)議SHNP（Simple Home Networks Protocol）。家電通過RS232接口與S1C33-WebServer連接，經(jīng)由EEthernet接入Internet。

    經(jīng)過分析，S1C33209與RTL8019AS讀寫時序是兼容的，而且MCU的讀寫時延比RTL8019AS小得多。MCU與RTL8019AS的連接如圖2所示。RTL8019AS的工作電壓為5V，而S1C33209的工作電壓為3.3V，所以RTL8019AS的數(shù)據(jù)線輸出需要

[1] [2] [3] [4] [5]