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嵌入式Internet技术的实现方法

时间:2016-06-17  来源:  作者:钟燕华

论文摘要:近几年来,嵌入式相关技术的发展非常迅速,嵌入式CPU处理能力也越来越强,由8位、16位、升级到32位、64位,使得一些需要高性能嵌入式CPU支持的嵌入式系统,如掌上电脑、PDA、机顶盒等产品纷纷登场,预示着以信息家电为代表的互联网时代嵌入式产品的兴起。嵌入式设备与Internet的结合代表着嵌入式系统和网络技术的真正未来,为嵌入式市场展现了美好前景。嵌入式系统与Internet技术的结合已经成为嵌入式系统研究领域的一个新兴前沿课题,这就是嵌入式Internet技术。嵌入式 Internet技术是一种设备接入技术或者说是一种异种网络互连技术,它主要解决的问题是通过Web和嵌入式技术实现从不同子网、不同的物理区域对接入到Internet的设备和异类子网进行监控、诊断、测试、管理、及维护等操作,从而使用户对接入到Internet上的各种设备或其它类型的子网具有远程监控、诊断和管理的能力。

关键字:嵌入式、嵌入式Internet技术、嵌入式系统

一、背景

近几年来,嵌入式相关技术的发展非常迅速,嵌入式CPU处理能力也越来越强,由8位、16位、升级到32位、64位,使得一些需要高性能嵌入式CPU支持的嵌入式系统,如掌上电脑、PDA、机顶盒等产品纷纷登场,预示着以信息家电为代表的互联网时代嵌入式产品的兴起。嵌入式设备与Internet的结合代表着嵌入式系统和网络技术的真正未来,为嵌入式市场展现了美好前景。嵌入式系统与Internet技术的结合已经成为嵌入式系统研究领域的一个新兴前沿课题,这就是嵌入式Internet技术。

嵌入式系统是指嵌入式计算机系统。一个嵌入式计算机系统应该是一个计算机硬件和软件的集合体,它是以应用为中心,以计算机技术为基础,软件硬件可裁减,适应应用系统,对功能、可靠性、成本、体积、功耗、严格要求的专用计算机系统。从形式上来说,嵌入式系统能够辅助其宿主系统完成某些功能或提高某些性能,而不被最终用户所在意。

嵌入式系统的基础是以应用为中心的芯片设计和面向应用的软件产品开发。典型的嵌入式系统由两部分组成:以嵌入式CPU(包括微处理器MPU和微控制器MCU)为中心的硬件设计和基于实时操作系统(RTOS)的嵌入式应用软件开发。

二、课题的提出

嵌入式 Internet技术是一种设备接入技术或者说是一种异种网络互连技术,它主要解决的问题是通过Web和嵌入式技术实现从不同子网、不同的物理区域对接入到Internet的设备和异类子网进行监控、诊断、测试、管理、及维护等操作,从而使用户对接入到Internet上的各种设备或其它类型的子网具有远程监控、诊断和管理的能力。机电一体化毕业论文

Internet通信协议对计算机系统的CPU速度、存储器容量等的要求比较高,用于PC系统不存在任何困难,但是用于自身资源有限的嵌入式系统就必须根据需要有所取舍,合理选择通信协议的实现和处理方案。

嵌入式Internet与MCU技术密切相关。利用单片机实现嵌入式互联网方案的技术难点是:如何利用单片机本身有限的资源对信息进行TCP/IP协议处理,使之变成可以在互联网上传输的IP数据包。嵌入式Internet技术就是要最大限度地利用嵌入式系统资源,根据TCP/IP协议对网络数据信息进行最高效的处理。

目前,存在四种实现嵌入式Internet技术的方案。

1、PC机网关方案

图1 ONDC模型示意图

第一种嵌入式Internet的实现方案产生于20世纪90年代中期。人们采用PC机+网卡+采集插卡组成以太网网关,进行协议转换,将由现场总线连接现场设备组成的分布式系统接入以太网,将管理PC机放在以太网内,组成一个较大的自控系统。这种组成方式成本很高,只适用于大的自控系统。东北大学CNCI研究所提出的ONDC模型(OpenNetwork Device Connectivity)正是这种形式的典型代表。

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