基于DM9000A的TCP通信设计毕业设计论文Word文件下载.docx
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关键词:
DM9000A;
以太网;
TCP/IP协议
TCPcommunicationdesignbasedonDM9000A
Abstract
Withthedevelopmentofthetimes,thepopularizationofinternetwidespread,people’sdemandontheincreaseofintelligentproduct,manyapplicationdomainsinabundancewithnetworkingunion.AppearedinformationhomeappliancessuchasPDA,videophone,mobiletelephone,set-topboxesanddigitalcameraetc,theyaregraduallyembeddedequipment,toshareinternettowardsnetworkintheenormousinformationresources.ThistopicisTCPcommunicationdesignbasedonDM9000A,takestheDM9000AEthernetcontrollerasthecore,TCP/IPprotocolforkeypoint,andselectsthesoftandhardunionmethodtorealizethedesign.ThistopicsystematicallyintroducesthehardwarenetworkcontrollerDM9000A’sinternalstructureandcharacteristics,andhavecompiledthecorrespondingprocedurecodeandelaborateditsactuationprinciple.UsingsoftwareprogrammingdefinitionTCP/IPprotocollayereachframestructure,andrealizestheprocessspecificallythroughtheanalysisagreement'
scorrespondenceprinciple,willsimplifytheTCP/IPprotocoltransplantedtoARMhardwareplatform.Andusingagreementconnectionfunctioncompilationupperformationapplicationprocedure,finallyinshouldthelevelrealizebetweentheEMclientsideandthePCserverenddatatransmission.Theexperimentprovedthatthistopic'
sdesigncansucceedrealizesintheARMplatformtransplant,andcompletesthedatatheaccuratetransmission,thiswillbeforthecommunicationbetweennetworkandnetworkandwillprovidesconvenientforeveryoneafter.
Keyword:
DM9000A;
etherne;
TCP/IPprotocol
1绪论
1.1TCP/IP协议的发展
早在阿帕网(ARPR)产生运作之初,通过接口信号处理机实现互联的电脑并不多,大部分电脑相互之间不兼容,在一台电脑上完成的工作,很难拿到另一台电脑上去用,每一个电脑在各自的系里都运行良好,但却不能共享资源。
面对这样的状况,科学家们提出这样一个理念:
让所有电脑能够实现“资源共享”。
这就得在这些系统的标准之上,建立一种大家共同都必须遵守的标准,让不同的电脑按照一定的规则进行“谈判”,并且在谈判之后能“握手”。
随着接口信号处理机”(IMP)的研试及网络测评中心的建立,科学家们又提出用网络思想设计网络布局,网络测评系统的想法。
然而考虑到如何让各种电脑都认可的信号来打开通信管道,并且数据通过后还要关闭通道的问题上,便引进了通信“协议”的概念。
70年代,“包切换”理论为网络之间的联接方式提供了理论基础,建立一种对各种操作系统普适的协议,利用包交换技术实现网络之间的通信。
这就产生了目前在开放系统下的所有网民和网管人员都在使用的“传输控制协议”和“因特网协议”即TCP/IP协议。
通过制定详细定义的TCP/IP协议标准,第一次实现了将信息包通过点对点的卫星网络,再通过陆地电缆,再通过卫星网络,再由地面传输,贯串欧洲和美国,经过各种电脑系统,全程9.4万公里竟然没有丢失一个数据位,远距离的可靠数据传输。
从而验证了TCP/IP的成功,使其得以发展[1]。
TCP/IP的成功,给网络通信带来了很多方便,最初的TCP/IP是借助与因特网的密切关系才得以发展起来的。
在网络中,TCP/IP提供了在两端计算机之间数据交换的环境,它的功能取决于两台计算机间进行的通信内容,即通过在两端计算机上运行的程序决定TCP/IP网络究竟能做些什么。
TCP/IP协议具有可靠性与面向连接性,能使计算机之间直接交换数据,实现资源的共享。
不管在商务还是在家庭中,把计算机与网络相连,利用TCP/IP协议通信获得全世界信息,推进了TCP/IP技术的增强。
TCP/IP包含了所有网络综合技术,具备了涵盖所有类型网络的功能,目前大量的研究机构研究将它推向开放式的网络化协议。
TCP/IP技术在与时俱进,不断增强,它已进入我们生活的方方面面。
1.2目前国内外TCP/IP协议的应用
目前TCP/IP协议已成为占主导地位的通讯协议,它能使各种业务在不同的网上实现互联互通,从技术上为网络融合奠定了基础,是研究和应用现代网络必不可少的知识,也是从事网络设计与应用工作的基石。
它之所以能够获得如此成就,是因为它具有如下的特点:
开放的协议标准,可以独立于特定计算机和操作系统的开放方式;
独立于特定的物理网络硬件,可以运行在多种网络传输介质上;
共同的地址规划方案,使得整个网络中的任何TCP/IP设备都具有一个唯一的地址;
标准化的高层协议提供了多种可靠的用户服务。
TCP/IP在诞生之初,主要以文字为中心进行信息交换,用于远程登录、电子邮件和文件传送等方面的应用。
不久,它应用于万维网,实现了图像和声音、动画等在内的大量可视化信息的访问。
随着因特网的的普及与发展,TCP/IP也广为人知,应用于介绍各种新闻、提供各种服务中,如传送影像和声音的服务,航天飞机升空实况转播,音乐会实况传播,讲演活动的介绍等。
现在,TCP/IP已推广到因特网以外的网络领域,比如商店的收款机、银行的ATM自动取款机、测量仪器、机械设备的控制与监视、公司内部网络及家庭内的居室自动化等等,开展了各种网络应用[2]。
随着人们对智能化产品需求的增加,未来的嵌入式产品,包括各种家电、通信、PDA、仪器仪表等设备正逐渐走向网络化,TCP/IP协议在嵌入式系统的研究也越来越有实际意义,因而基于TCP/IP协议使嵌入式设备的网络化开发也有广阔的市场前景。
目前嵌入式系统作为新技术的发展方向,已广泛的应用在军事国防,消费电子,网络通信,工业控制等领域。
随着因特网的普及,出现了信息家电,如PDA、可视电话、移动电话、机顶盒和数码相机等嵌入式设备,它们的市场需求也越来越大,正逐渐走向网络化,以共享互联网中庞大的信息资源。
TCP/IP协议已成为目前最为流行及广泛使用的以太网协议,TCP通信也将成为基于ARM的有线通信的的主要通信方式,实现远程图像监控系统、远程温度环境监控系统,网络通信等广泛的应用。
1.3本课题的设计内容与结构
本课题是基于DM9000A的TCP通信设计,首先对以太网控制器DM9000A作了简要的说明,并阐述了它的驱动原理,编写了相应的程序代码,其次分析了TCP/IP协议的通信原理及实现过程,讲述了以太网层、传输层、网络层的具体处理过程,最后基于TCP协议进行网络通信,实现应用层的数据传输设计。
本课题共分为四部分,内容安排如下:
本课题第一部分为绪论,介绍了TCP的发展、应用背景及国内外发展前景,说明了TCP/IP应用的领域及网络通信的可靠性。
本课题第二部分为以太网接口DM9000A。
主要介绍了本课题的硬件平台,DM9000A的工作原理及驱动过程等。
编写相关程序代码,实现数据的接收、发送处理,它为本课题的主要部分,实现了网络数据的传输。
本课题第三部分为TCP/IP协议的实现。
主要介绍了以太网层、传输层、网络层等各层中的协议及数据的接收、发送实现。
针对TCP协议,更加系统的说明了它的具体通讯过程,如建立连接、数据传输、关闭连接等。
这一部分对每个协议的实现过程都有概括的表述,做为基础,有利于一些的理解。
本课题第四部分为应用层的实现。
介绍应用层的协议功能,实现应用层客户端与服务器端之间的通信。
2以太网接口
2.1硬件平台描述
图2.1硬件平台
本课题实现TCP/IP通信的硬件平台如图2.1所示。
在这个开发平台上,ARM处理器选用S3C44B0X,与ARM连接的有JTAG接口,用于调试程序用的。
电源晶振是给ARM提供电源,ARM才能进行正常工作,ARM的晶振最大为66MHZ。
FLASH相当于ARM的ROM,用来储存程序,它的地址范围0X0000-0000~0X01C0-0000。
SDRAM用来储存数据,它的地址范围为0X0C00-0000~0X0E00-0000。
串行口用于跟外界连接,进行数据交换,如把控制命令下载到ARM中。
LCD接口是连接LCD显示器的,可以用来显示ARM运行的结果,在调试仿真的时候很方便、直观。
USB接口用于跟外界交换数据,如将数据从U盘中传入ARM中。
网络驱动中用的网卡是DM9000A,用于S3C44B0X和网络间的数据接收和发送,DM9000A采用的晶振是25MHZ。
本文的设计中将CMD引脚与处理器的地址线ADR2相连,网络控制器CMD引脚决定了处理器访问的是哪个端口寄存器:
当CMD=0时,主机访问的是INDEX(地址)端口寄存器,它的地址为0X0600-0000;
当CMD=1时,访问的是DATA(数
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