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基于以太网的控制接口技术研究

作　者: 陈平
导　师: 张传海；郁建平
学　校: 东南大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 以太网嵌入式系统 μClinux JFFS文件系统嵌入式Web Server 嵌入式电子邮件
分类号: TP393.01
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 235次
引　用: 2次
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内容摘要

随着网络技术的发展以及嵌入式系统的广泛应用,传统基于总线的控制技术也将朝着网络化的方向发展。由于以太网具有全球的开放性、应用广泛、价格低廉、全球的软硬件支持、共享资源丰富等特点,又由于目前国际上关于以太网控制的研究刚刚开始,差距很小,因此,研究以太网技术在控制领域的应用有利于自主知识产权的开发,减少对专有总线的依赖性,形成公平的市场竞争环境,具有很大的科研和经济意义。论文首先介绍了工业控制系统的发展,分析采用以太网控制的优点及嵌入式以太网的应用前景,并对以太网的发展、技术构成及其性能进行了论述。其次,论文介绍了嵌入式系统硬件技术的发展、选用32位嵌入式处理器的优势及系统CPU的选型。在此基础上,完成了系统的硬件设计部分。分析了嵌入式操作系统的特点及使用嵌入式操作系统的必要性,介绍了嵌入式系统开发过程中常用的串口调试方法以及μClinux平台下的软件开发模式。随后,详细介绍了基于以太网控制接口系统的软件设计,包括μClinux环境下的串口通信与socket通信软件设计,在Flash存储器上实现文件动态存储的方法,嵌入式Web Server和嵌入式电子邮件系统的实现。最后,论文对全文进行总结,并提出了进一步研究的展望。

全文目录

中文摘要  4-5
英文摘要  5-8
第一章绪论  8-11
  1.1 课题背景  8-10
    1.1.1 工业控制系统的发展  8-9
    1.1.2 以太网是控制网络发展的重要方向  9
    1.1.3 嵌入式系统应用技术的发展及嵌入式以太网的应用前景  9-10
  1.2 课题的研究意义  10
  1.3 论文的主要任务和内容  10-11
第二章以太网技术概述  11-17
  2.1 以太网的发展历程  11
  2.2 以太网技术构成  11-16
    2.2.1 以太网帧结构  12
    2.2.2 以太网协议  12-13
    2.2.3 介质访问控制规则  13-14
    2.2.4 以太网接口  14-15
    2.2.5 以太网物理介质  15-16
  2.3 以太网性能  16-17
第三章基于以太网的控制接口系统处理器选型  17-21
  3.1 嵌入式系统概述  17
  3.2 嵌入式系统处理器选型比较  17-18
  3.3 主流嵌入式处理器系列介绍  18-21
    3.3.1 ARM 处理器简介  19
    3.3.2 SAMSUNG S3C4480X 处理器简介  19
    3.3.3 S3C4480X 和S3C4510 的选型比较  19-21
第四章基于以太网的控制接口系统硬件设计  21-36
  4.1 基于以太网的控制接口系统组成结构  21
  4.2 以太网通信模块硬件设计  21-30
    4.2.1 RTL8019AS芯片介绍  22-29
    4.2.2 RTL8019AS的硬件电路设计  29-30
  4.3 闪速存储器（Flash）接口设计  30-33
    4.3.1 闪速存储器的特点  30-31
    4.3.2 NOR 与NAND 闪速存储器技术  31-32
    4.3.3 SST39VF160 存储器  32-33
    4.3.4 S3C4480X与Flash的连接方式  33
  4.4 SDRAM接口电路设计  33-35
    4.4.1 SDRAM 基本工作原理  33-34
    4.4.2 K4S641632F SDRAM  34
    4.4.3 S3C4480X与K4S641632F SDRAM的连接方式  34-35
  4.5 系统外围电路设计  35-36
第五章嵌入式操作系统介绍及开发调试模式  36-43
  5.1 嵌入式操作系统概述  36
  5.2 使用嵌入式操作系统的必要性  36
  5.3 嵌入式操作系统μClinux 介绍  36-39
    5.3.1 μClinux 内核结构  37
    5.3.2 μClinux 内存管理  37-38
    5.3.3 μClinux 多进程管理  38
    5.3.4 μClinux 开发环境  38-39
  5.4 其他嵌入式操作系统简介  39-40
  5.5 BootLoader 引导模式下串行口调试法  40-41
  5.6 μClinux 平台下的软件开发  41-43
第六章基于以太网的控制接口系统软件设计  43-64
  6.1 μClinux 下串口通信软件实现  43-45
    6.1.1 μClinux 环境下串口通信介绍  43-45
    6.1.2 串口通信发送数据程序流程  45
  6.2 μClinux 下Socket 编程与网络通信  45-49
    6.2.1 μClinux 下Socket 通信介绍  45-48
    6.2.2 套接字通信模式  48-49
  6.3 嵌入式文件系统的实现  49-53
    6.3.1 JFFS文件系统介绍  49-51
    6.3.2 μClinux下JFFS文件系统的实现  51-53
    6.3.3 在Flash存储器上保存文件的代码举例  53
  6.4 嵌入式Web 服务器的实现  53-60
    6.4.1 Web 服务器技术及原理  53-54
    6.4.2 基于μClinux 的动态Web 实现技术  54-57
    6.4.3 嵌入式Web Server 的Cookie 技术  57-60
  6.5 嵌入式电子邮件系统  60-64
    6.5.1 电子邮件的基本原理概述  60-62
    6.5.2 嵌入式电子邮件实现  62-64
结束语  64-65
致谢  65-66
参考文献  66-67

基于以太网的控制接口技术研究

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