轻量级TCP/IP协议栈机制分析与优化

轻量级TCP/IP协议栈( LwIP)主要应用于资源受限的嵌入式设备。为满足嵌入式设备对实时性的要求,分析LwIP的内部机制,对其进行性能瓶颈分析,并根据分析结果设计、实施LwIP的实时性和优先级管理优化方案。 LwIP的主要性能瓶颈是内存拷贝和校验过程,据此给出优化后的内存拷贝算法和校验算法。为满足紧急数据对更高优先级的要求,给出LwIP协议栈优先级管理机制,能够确保高优先级标记的紧急数据包优先传输于普通数据包。实验结果表明,该优化方法可以显著提高LwIP的实时性能。     

油脂色泽检测系统中嵌入式TCP/IP协议栈的研究

本文结合远程油脂色泽检测系统的软硬件环境,给出了一个嵌入式TCP/IP协议栈的构建方案及其工作流程,并根据系统中嵌入式Web服务器被动接收用户请求的特点对各协议进行了实现.本文采用了零拷贝技术来实现各层协议间的数据传递,减少了系统开销,提高了系统性能.实际应用表明该TCP/IP协议栈工作稳定,达到了设计目的.     

基于一个实时内核的嵌入式Internet技术的研究与实现

基于微内核体系结构的思想，从嵌入式系统开发Internet应用的角度，提出一个实时内核-Webitx的软件体系结构及设计方案。为支持嵌入式Internet环境下的复杂应用，WebitX被设计成一个基于优先级的抢占式多任务内核，解决了任务调度、任务间同步与通信、定时管理、网络协议处理等主要问题，为嵌入式Internet应用提供了完备的系统服务，确保了嵌入式Internet应用的实时性和可靠性。为实现嵌入式设备与Internet的互联，WebitX提供了一个嵌入式TCP／IP协议栈，该协议栈在嵌入式系统资源受限的条件下，采用模块化的方法实现了TCP／IP协议簇的一个功能子集，为传统设备提供了网络接口，从而实现了高效的嵌入式Internet通信。     

嵌入式系统TCP/IP协议栈的设计与实现

讨论了一个适合嵌入式系统TCP/IP协议栈的设计思想,实现技术以及应用,关键性技术是如何裁减标准TCP/IP协议栈以适应嵌入式系统的特点而又要保证该协议栈可以和标准协议栈正常通讯。     

嵌入式系统TCP/IP协议栈的设计与实现

讨论了一个适合嵌入式系统TCP/IP协议栈的设计思想.实现技术以及应用,关键性技术是如何裁减标准TCP/IP协议栈以适应嵌入式系统的特点而又要保证该协议栈可以和标准协议栈正常通讯.     

嵌入式TCP/IP协议栈多线程应用的实现

提出了一种支持多线程实时应用的嵌入式TCP/IP协议栈实现方法，并结合应用实例予以阐述。针对远程医学显微图像诊断应用，在实时内核µC/OS-II与32位ARM7 Core的软硬件平台上，以中间件模式实现了嵌入式TCP/IP协议栈。通过合理构建嵌入式HTTP服务端实现架构，建立了系统资源复用机制，支持了多线程实时应用。实验结果表明，基于软硬件平台模式开发的嵌入式Web服务器，实现了复杂系统基于Internet的数据服务功能，系统可靠性高、资源消耗低、实时性强，是一种可行的设计方案。     

基于μC/OS-II的μC/IP协议栈在ARM系统中的实现

深入分析了μC/IP协议栈,阐述了其移植原理和实现方案,并给出了在具体软硬件平台上的移植实例。首先,通过分析μC/IP协议栈,结合实时内核μC/OS-II与32位ARM7Core的软硬件平台,论述了μC/IP协议栈的移植原理。然后,根据TCP/IP各层协议的具体实现提出了μC/IP协议栈移植与裁减的一种可行方案。最后,在基于μC/OS-II与ARM7Core的软硬件平台上实现了μC/IP协议栈的移植。实验结果表明:移植后的协议栈实现了网络的基本功能,且运行稳定。开源μC/IP协议栈的移植实现,为基于μC/OS-II的Internet嵌入式系统应用提供一个小型可裁减的TCP/IP协议中间件。     

基于μC/OS-Ⅱ的μC/IP协议栈在ARM系统中的实现

深入分析了μC/IP协议栈,阐述了其移植原理和实现方案,并给出了在具体软硬件平台上的移植实例.首先,通过分析μC/IP协议栈,结合实时内核μC/OS-Ⅱ与32位ARM7 Core的软硬件平台,论述了μC/IP协议栈的移植原理.然后,根据TCP/IP各层协议的具体实现提出了μC/IP协议栈移植与裁减的一种可行方案.最后,在基于μC/OS-Ⅱ与ARM7 Core的软硬件平台上实现了μC/IP协议栈的移植.实验结果表明移植后的协议栈实现了网络的基本功能,且运行稳定.开源μC/IP协议栈的移植实现,为基于μC/OS-Ⅱ的Internet嵌入式系统应用提供一个小型可裁减的TCP/IP协议中间件.     

虚拟仪器和嵌入式系统的网络通信

在由8位单片机构成的嵌入式系统上实现TCP/IP协议栈,采用虚拟仪器模块设计虚拟仪器网络通信程序,实现虚拟仪器和嵌入式系统基于用户数据包协议(UDP)运输层协议的网络通信.对标准的UDP端到端通信加以改进,增加握手通信过程,以实现测控命令的可靠传输.对标准TCP/IP底层网络协议进行简化和改进,以减轻单片机的处理负担,提高网络速度,同时保证数据通信的可靠性.通过大量数据的网络传输实验,验证了协议简化和改进的有效性.     

HTTP与串行通信协议转换器设计

随着网络技术的发展,工业控制等应用场合对通信数据的实时性和可操作性提出了很高的要求。RS-232总线作为通信场合中常用的外部总线,存在着传输距离有限、传输速率慢的缺点。为了解决上述弊端,采用PIC网络单片机,针对TCP/IP协议栈中TCP、HTTP等相关协议部分进行修改,设计出HTTP与RS-232协议转换器,实现了TCP/IP协议与串行通信协议数据包的相互转换,并通过AJEX、CGI技术以及以太网中的相关服务达到动态配置网络参数的目的。     

基于嵌入式的实时通信协议栈研究与设计

传统的TCP/IP协议重点在于保证数据传输的可靠性及流量控制,而在实时性要求相对较高的嵌入式领域,其实时性方面的性能显得不足。为此,对基于TCP/IP协议的嵌入式通信协议栈进行了分析,针对通信中的TCP拥塞控制问题进行了改进,有效地提高了TCP/IP协议的实时性。     

RTX下基于RTL8139的UDP通信模块的实现

在RTX实时环境下,通过设计简化的TCP/IP协议栈以及以太网驱动程序,开发了基于RTL8139以太网控制器的UDP通信模块,实现了几种常见的通信协议:IP、UDP、ARP、ICMP等.经过测试,简化的协议栈系统开销大大减小,协议功能实现正确,将其应用在某课题的实时以太网通信中,数据收发正常,系统工作稳定,从而规避了R...     

工业总线设备网络化改造的实现

利用低成本单片机与以太网控制芯片设计并实现了串口、现场总线转以太网TCP/IP模块,专门为单片机设计了由RTOS(嵌入式实时操作系统)与裁减后的TCP/IP协议栈构成的单片机嵌入式控制系统.完成了异种网络的融合.软件系统(包括TCP/IP协议栈)能够方便移植上各种8位、16位、32位处理器平台,实现各种嵌入式网络服务.成果对于工业设备的网络化实现提供了网关服务,满足对功能、成本、体积和功耗等要求.     

ZLIP TCP/IP协议栈在嵌入式系统中的应用

ZLIP协议栈是一种极小的TCP／IP协议栈,该协议栈是免费的开源协议栈,可以适用于8位或16位的微处理器搭建的嵌入式系统。本文介绍了将ZLIP结合嵌入式平台,实现将嵌入式系统作为客户端接入网络中的应用,对ZLIP协议栈的特点和相关接口进行了分析。     

嵌入式Internet中TCP／IP协议栈的研究与设计

目前大多数嵌入式设备是8位或16位的MCU,要将Internet与嵌入式设备进行结合,其主要困难在于,相对于8／16位低速处理器本身资源的限制,Internet的TCP／IP协议簇过于复杂,因此不可能实现完整的TCP／IP协议栈,必须根据实际需求进行精简。针对8位或16位的低档MCU接入Internet,采用MCU＋软件嵌入TCP／IP协议的方法加以实现。对嵌入式Internet中TCP／IP协议栈的实现进行了研究与分析,针对每一层的具体协议,提出了设计方法和精简方案。由于嵌入式设备自身资源的限制,使得在嵌入式Internet中TCP／IP协议栈的实现存在功能简单、安全性不高等问题。但是随着嵌入式硬件设备和Internet技术的不断发展,嵌入式TCP／IP协议栈的实现也将会越来越完善。     

IEEE 1588协议在工业以太网中的实现

为满足电力等分布式测控系统对时钟同步的高精度要求,采用TI公司支持IEEE 1588协议的Cortex-M3核ARM芯片作为微处理器,设计并实现一种基于中断优先级的前/后台框架的精密时钟网络服务器。由于选用轻量级TCP/IP协议栈(LwIP)和简化同步协议设计底层通信软件,能减轻处理器负担,实时性能得到改善。测试实验结果表明,该设备同步精度高、稳定性好、成本低,具有较好的应用前景。     

BCL/IP:机群系统域网中TCP/IP协议的实现

论文介绍了基于BCL机群底层通信协议的高性能TCP/IP通信(BCL/IP)在机群系统域网(SANs)中的设计与实现方法。作为曙光4000L超级服务器系统的重要组成部分,BCL/IP在充分发挥底层高效BCL协议和高速Myrinet网络性能的同时,还实现了同现有多数网络应用程序的二进制兼容。最后给出了Linux平台上BCL/IP的性能测试结果和简要分析。另外还提供了一种在对系统核心不做(或尽可能小)修改的前提下利用现有底层通信协议在机群系统域网中实现高性能TCP/IP协议的方法。     

集群局域网内高性能通信协议的研究

集群已经成为了主流的并行计算平台,但集群计算系统的性能受限于互连通信的开销、延时和带宽。随着技术的不断改进,通信瓶颈从原来通信路径上的带宽转移到通信处理的软件开销。为了充分发挥硬件通信性能,作者提出、研究、设计和实现了局域网内高性能通信协议。该协议的突出特点是充分利用了集群局域网的高速高可靠特点,简化协议处理开销,达到通信的高效性;提出了数据合并的思想,能将大量的小消息合并成大消息传输,能充分提高传输性能。经测试,该协议的性能比传统TCP/IP协议有较大改进。     

嵌入式协议栈可重构性分析与设计实现

本文通过对协议栈的可重构性进行分析,设计并实现了一种可重构的嵌入式TCP／IP协议栈,并介绍了关键技术的实现细节。该协议栈可以根据用户需求重构为IPv4、IPv6、双栈协议栈等多种协议栈,具有良好的灵活性、可移植性。该协议栈已成功应用在嵌入式双向通信平台上,通过实际网络测试表现出良好的性能和可靠性。在主频为66MHz的ARM7CPU上运行,吞吐率可达1．5MB／s以上,目标代码大小仅为传统协议栈的30％左右,并可满足IPv4到IPv6网络过渡时期嵌入式设备的网络需求。     

一种提高TCP/IP网络协议传输速率的方法

随着网络技术的快速发展,主机间的通信速率已提高到千兆数量级,同时多媒体应用还要求网络协议支持实时业务。因此对传统的TCP／IP协议栈进行研究,找出影响它的传输速率的因素,并提出相应的改进方法具有重要的意义。针对原协议的数据输出过程中从数据缓冲区到网络内核缓冲区有一次数据拷贝的过程,采用共享缓存区的方法避免了这次拷贝,该方法提高了网络协议传输速率的有效性,缩短了网络的输出时间。