五、基于ARM的嵌入式系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計

1、1嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)第五講第五講 基于基于ARMARM的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計2本節(jié)提要本節(jié)提要基于基于ARM的硬件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的硬件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)存儲器接口設(shè)計存儲器接口設(shè)計網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計I/OI/O接口設(shè)計接口設(shè)計人機交互接口設(shè)計人機交互接口設(shè)計其它通訊接口設(shè)計其它通訊接口設(shè)計3基于ARM的硬件設(shè)計主要介紹基于主要介紹基于ARM7ARM7的嵌入式硬件開發(fā)平臺的設(shè)計方的嵌入式硬件開發(fā)平臺的設(shè)計方法，包括結(jié)構(gòu)、主要接口、存儲器選用方案以及外設(shè)、顯法，包括結(jié)構(gòu)、主要接口、存儲器選用方案以及外設(shè)、顯示等方面的內(nèi)容。示等方面的內(nèi)容。 l嵌入式硬件開發(fā)平臺的體系結(jié)構(gòu)嵌入式硬件開發(fā)

2、平臺的體系結(jié)構(gòu)l外圍存儲器接口設(shè)計方法外圍存儲器接口設(shè)計方法l鍵盤、鍵盤、LCDLCD等人機交互接口的設(shè)計等人機交互接口的設(shè)計l觸摸屏的設(shè)計觸摸屏的設(shè)計l以太網(wǎng)設(shè)計以太網(wǎng)設(shè)計lCANCAN總線設(shè)計總線設(shè)計4Samsung S3C44B0XlSamsung S3C44B0XSamsung S3C44B0X微處理器是三星公司專為手持設(shè)備和微處理器是三星公司專為手持設(shè)備和一般應用提供的高性價比和高性能的微控制器解決方案一般應用提供的高性價比和高性能的微控制器解決方案，它使用，它使用ARM7TDMIARM7TDMI核，工作在核，工作在66MHZ66MHZ。為了降低系統(tǒng)總。為了降低系統(tǒng)總成本和減少外圍器

3、件，這款芯片中還集成了下列部件：成本和減少外圍器件，這款芯片中還集成了下列部件：l8KB Cache8KB Cache、外部存儲器控制器、外部存儲器控制器、LCDLCD控制器、控制器、4 4個個DMADMA通通道、道、2 2通道通道UARTUART、1 1個多主個多主I2CI2C總線控制器、總線控制器、1 1個個IISIIS總線總線控制器，控制器，5 5通道通道PWMPWM定時器及一個內(nèi)部定時器、定時器及一個內(nèi)部定時器、7171個通用個通用I/OI/O口、口、8 8個外部中斷源、實時時鐘、個外部中斷源、實時時鐘、8 8通道通道1010位位ADCADC等。等。5基于ARM的嵌入式硬件平臺體系結(jié)構(gòu)

4、6芯片體系結(jié)構(gòu)7S3C44B0X存儲系統(tǒng)的特征l支持數(shù)據(jù)存儲的大支持數(shù)據(jù)存儲的大/ /小端選擇小端選擇( (通過外部引腳進行選擇通過外部引腳進行選擇) )l地址空間：具有地址空間：具有8 8個存儲體，每個存儲體可達個存儲體，每個存儲體可達32Mb32Mb，總，總共可達共可達256Mb256Mb。l對所有存儲體的訪問大小均可進行改變（對所有存儲體的訪問大小均可進行改變（8 8位位1616位位3232位）位）l8 8個存儲體中，個存儲體中，Bank0Bank0Bank5Bank5可支持可支持ROMROM、SRAMSRAM；Bank6Bank6、Bank7Bank7可支持可支持ROMROM、SRAM

5、SRAM和和FPFPEDOEDOSDRAMSDRAM等。等。l7 7個存儲體的起始地址固定，個存儲體的起始地址固定，1 1個存儲體的起始地址可個存儲體的起始地址可變。變。 8復位后的S3C44B0X的存儲器映射表 2MB/4MB/8MB/16MB/32MB 2MB/4MB/8MB/16MB/32MB 32MB 32MB 32MB 32MB 32MB 28MB 256MB SA27:0 可存取 區(qū)域 參 見 表 7-1 特殊功能 寄存器（4MB） SROM （nGCS1） SROM （nGCS1） SROM （nGCS2） SROM （nGCS3） SROM （nGCS4） SROM （nGCS

6、5） SROM/DRAM/SDRAM （nGCS6） SROM/DRAM/SDRAM （Ngcs7） 0 x1000_0000 0 x0e00_0000 0 x0c00_0000 0 x0e00_0000 0 x0800_0000 0 x0600_0000 0 x0400_0000 0 x0200_0000 0 x01c0_0000 0 x0000_0000 9系統(tǒng)的存儲空間分配lBank0:Bank0:兩片兩片512KFlash512KFlash，放置系統(tǒng)引導程序，系統(tǒng)上電復位后，放置系統(tǒng)引導程序，系統(tǒng)上電復位后，PCPC指針自動指向指針自動指向Bank0Bank0的第一個單元，進行系統(tǒng)自舉

7、。的第一個單元，進行系統(tǒng)自舉。lBank1Bank1：K9F2808K9F2808（三星（三星 16Mbyte Flash16Mbyte Flash），非線性尋址。具體的），非線性尋址。具體的時序可以參考時序可以參考K9F2808K9F2808的的datasheetdatasheetlBank2Bank2：USBN9603USBN9603。USBUSB設(shè)備端接口芯片，占用系統(tǒng)外部中斷設(shè)備端接口芯片，占用系統(tǒng)外部中斷0 0。8 8位數(shù)據(jù)總線。位數(shù)據(jù)總線。lBank3Bank3、Bank4Bank4未接設(shè)備?？梢怨U展使用未接設(shè)備?？梢怨U展使用lBank5Bank5：RTL8019ASRTL80

8、19AS，ISAISA總線兼容的總線兼容的10M10M以太網(wǎng)（以太網(wǎng)（PHYPHYMACMAC層）控層）控制芯片。占用系統(tǒng)外部中斷制芯片。占用系統(tǒng)外部中斷1 1，1616位數(shù)據(jù)總線位數(shù)據(jù)總線10lBank6Bank6：SDRAMSDRAM，起始地址為，起始地址為0 xC0000000 xC000000。在。在SDRAMSDRAM中，前中，前512Kbyte512Kbyte的空間劃分出來，作為系統(tǒng)的的空間劃分出來，作為系統(tǒng)的LCDLCD顯示緩沖區(qū)使用（更新其中的數(shù)顯示緩沖區(qū)使用（更新其中的數(shù)據(jù)，就可以更新?lián)涂梢愿翷CDLCD的顯示）。系統(tǒng)的程序存儲空間從的顯示）。系統(tǒng)的程序存儲空間從0 x

9、C0800000 xC080000開始。也就是，引導系統(tǒng)的時候，需要把開始。也就是，引導系統(tǒng)的時候，需要把system.binsystem.bin文件復制到文件復制到0 xC0800000 xC080000開始的地址空間，把開始的地址空間，把PCPC指針指向指針指向0 xC0800000 xC080000。lBank7Bank7：未使用。可以擴展另一片：未使用。可以擴展另一片SDRAMSDRAM，或者其他的外設(shè)。，或者其他的外設(shè)。l系統(tǒng)的同步串行口（系統(tǒng)的同步串行口（SIOSIO），連接著觸摸屏控制芯片），連接著觸摸屏控制芯片F(xiàn)M7843FM7843（與（與ADS7843ADS7843完全兼容

10、）。在同步串行口上，還可以擴展其他的芯片。完全兼容）。在同步串行口上，還可以擴展其他的芯片。靠靠IOIO口控制設(shè)備的片選信號（口控制設(shè)備的片選信號（CSCS）來防止設(shè)備的沖突。）來防止設(shè)備的沖突。l注：系統(tǒng)的擴展接口上，注：系統(tǒng)的擴展接口上，A0A0的標號，連接在的標號，連接在S3C44B0XS3C44B0X的的ADDR1ADDR1上，上，后面的地址依次向后錯位。后面的地址依次向后錯位。11本節(jié)提要本節(jié)提要基于基于ARM的硬件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的硬件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)存儲器接口設(shè)計存儲器接口設(shè)計網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計I/OI/O接口設(shè)計接口設(shè)計人機交互接口設(shè)計人機交互接口設(shè)計其它通訊接口設(shè)計其它通訊接口

11、設(shè)計12S3C44B0X與FLASH的連接（Half Word方式）13l使用使用Bank0Bank0上的兩片上的兩片512Kb512Kb2 2來放置系統(tǒng)來放置系統(tǒng)BIOSBIOS，系統(tǒng)上電以后，系統(tǒng)上電以后，PCPC指針自動指向指針自動指向Bank0Bank0的第一個單元，開始進行系統(tǒng)自舉。系統(tǒng)的第一個單元，開始進行系統(tǒng)自舉。系統(tǒng)自舉完成以后，便從硬盤中將系統(tǒng)文件和用戶應用程序復制到自舉完成以后，便從硬盤中將系統(tǒng)文件和用戶應用程序復制到SDRAMSDRAM內(nèi)存中執(zhí)行。內(nèi)存中執(zhí)行。lBank1Bank1上接上接16M16M非線性非線性FlashFlash，當做系統(tǒng)硬盤使用，可以構(gòu)造文件，當做系

12、統(tǒng)硬盤使用，可以構(gòu)造文件系統(tǒng)，存放海量數(shù)據(jù)。系統(tǒng)，存放海量數(shù)據(jù)。l用用SDRAMSDRAM當作系統(tǒng)內(nèi)存，只有當作系統(tǒng)內(nèi)存，只有Bank6/Bank7Bank6/Bank7能支持能支持SDRAMSDRAM，所以將，所以將SDRAMSDRAM接在接在Bank6Bank6上。如果同時使用上。如果同時使用Bank6/Bank7Bank6/Bank7，則要求連接相，則要求連接相同容量的存儲器，而且其地址空間在物理上是連續(xù)的。同容量的存儲器，而且其地址空間在物理上是連續(xù)的。存儲器接口設(shè)計14關(guān)于BOOT ROMlBank0Bank0：系統(tǒng)的啟動：系統(tǒng)的啟動ROMROM（Flash RomFlash Rom

13、）。在系統(tǒng)復位的時候，處理）。在系統(tǒng)復位的時候，處理器的器的PCPC（程序計數(shù)器）指針指向（程序計數(shù)器）指針指向0 x00 x0地址。在地址。在Bank0Bank0的起始地址的的起始地址的程序，就是系統(tǒng)的初始化程序。此程序的主要任務是：程序，就是系統(tǒng)的初始化程序。此程序的主要任務是：1 1、管理處理器的中斷服務程序、管理處理器的中斷服務程序l處理器的中斷是從處理器的中斷是從0 x00 x0地址開始，引導地址開始，引導ROMROM負責把這一部分的中斷負責把這一部分的中斷映射到另一個區(qū)域，以便系統(tǒng)處理。具體的做法，可以參考映射到另一個區(qū)域，以便系統(tǒng)處理。具體的做法，可以參考44binit.s44b

14、init.s里面的代碼。（這部分代碼是三星主頁可以提供，它把里面的代碼。（這部分代碼是三星主頁可以提供，它把系統(tǒng)的中斷，映射到了不同的指針所指向的地址空間（主要就是系統(tǒng)的中斷，映射到了不同的指針所指向的地址空間（主要就是系統(tǒng)系統(tǒng)RAMRAM的空間）。的空間）。152 2、初始化硬件平臺，配置其他的、初始化硬件平臺，配置其他的BankBanklS3C44B0XS3C44B0X的的Bank0Bank0是通過外部的一個管腳提供的上拉、下拉電阻來是通過外部的一個管腳提供的上拉、下拉電阻來配置的。主要包括：數(shù)據(jù)位數(shù)（配置的。主要包括：數(shù)據(jù)位數(shù)（8 8位、位、1616位、位、3232位），數(shù)據(jù)格式（位），

15、數(shù)據(jù)格式（大端、小端）。而其他的大端、小端）。而其他的BankBank的配置，以及讀寫周期等信息是靠的配置，以及讀寫周期等信息是靠Bank0Bank0內(nèi)部的代碼配置相應的寄存器來實現(xiàn)的。同時，系統(tǒng)的引導內(nèi)部的代碼配置相應的寄存器來實現(xiàn)的。同時，系統(tǒng)的引導RomRom也負責配置系統(tǒng)的其他的一些寄存器，比如，系統(tǒng)的也負責配置系統(tǒng)的其他的一些寄存器，比如，系統(tǒng)的PLLPLL（鎖（鎖頻環(huán)）配置，系統(tǒng)的頻環(huán)）配置，系統(tǒng)的IOIO口等一些端口功能的配置等等?？诘纫恍┒丝诠δ艿呐渲玫鹊取?63 3、系統(tǒng)自動檢測、系統(tǒng)自動檢測l引導引導RomRom負責檢測系統(tǒng)的啟動所必須的外設(shè)是否正常。主要是系統(tǒng)負責檢測系統(tǒng)

16、的啟動所必須的外設(shè)是否正常。主要是系統(tǒng)的的SDRAMSDRAM的檢測。的檢測。4 4、系統(tǒng)的軟件設(shè)置，更新系統(tǒng)（、系統(tǒng)的軟件設(shè)置，更新系統(tǒng)（system.binsystem.bin）l用戶可以在系統(tǒng)啟動的時候，按任意鍵，進入系統(tǒng)的軟件設(shè)置狀用戶可以在系統(tǒng)啟動的時候，按任意鍵，進入系統(tǒng)的軟件設(shè)置狀態(tài)。通過引導態(tài)。通過引導RomRom設(shè)置或者查看系統(tǒng)的一些軟件信息。包括：通過設(shè)置或者查看系統(tǒng)的一些軟件信息。包括：通過開啟開啟USBUSB端口；更新系統(tǒng)文件端口；更新系統(tǒng)文件system.binsystem.bin；LCDLCD顯示測試；演示程顯示測試；演示程序的裝載測試；鍵盤測試；觸摸屏的坐標校準；

17、觸摸屏測試；以序的裝載測試；鍵盤測試；觸摸屏的坐標校準；觸摸屏測試；以太網(wǎng)地址的設(shè)置等太網(wǎng)地址的設(shè)置等17本節(jié)提要本節(jié)提要基于基于ARM的硬件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的硬件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)存儲器接口設(shè)計存儲器接口設(shè)計網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計I/O接口設(shè)計接口設(shè)計人機交互接口設(shè)計人機交互接口設(shè)計其它通訊接口設(shè)計其它通訊接口設(shè)計18嵌入式開發(fā)板與PC機的串行通訊嵌入式開發(fā)板和嵌入式開發(fā)板和PC機的通訊電纜可以按照如圖所示的方式機的通訊電纜可以按照如圖所示的方式連接。連接。19I/O接口設(shè)計 I/OI/O接口電路也簡稱接口電路。它是主機和外圍設(shè)備之間交換信息接口電路也簡稱接口電路。它是主機和外圍設(shè)備之間交換信息的連

18、接部件（電路）。它在主機和外圍設(shè)備之間的信息交換中起的連接部件（電路）。它在主機和外圍設(shè)備之間的信息交換中起著橋梁和紐帶作用。設(shè)置接口電路的必要性：著橋梁和紐帶作用。設(shè)置接口電路的必要性：a)a)解決解決CPUCPU和外圍設(shè)備之間的時序配合和通信聯(lián)絡(luò)問題。和外圍設(shè)備之間的時序配合和通信聯(lián)絡(luò)問題。b)b)解決解決CPUCPU和外圍設(shè)備之間的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換和匹配問題。和外圍設(shè)備之間的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換和匹配問題。c)c)解決解決CPUCPU的負載能力和外圍設(shè)備端口選擇問題。的負載能力和外圍設(shè)備端口選擇問題。20I/O接口的編址方式1 1）I/OI/O接口獨立編址：接口獨立編址：l這種編址方式是將存儲器地址

19、空間和這種編址方式是將存儲器地址空間和I/OI/O接口地址空間分開設(shè)置，接口地址空間分開設(shè)置，互不影響。設(shè)有專門的輸入指令（互不影響。設(shè)有專門的輸入指令（ININ）和輸出指令（）和輸出指令（OUTOUT）來完成）來完成I/OI/O操作。操作。2 2）I/OI/O接口與存儲器統(tǒng)一編址方式：接口與存儲器統(tǒng)一編址方式：l這種編址方式不區(qū)分存儲器地址空間和這種編址方式不區(qū)分存儲器地址空間和I/OI/O接口地址空間，把所有接口地址空間，把所有的的I/OI/O接口的端口都當作是存儲器的一個單元對待，每個接口芯片接口的端口都當作是存儲器的一個單元對待，每個接口芯片都安排一個或幾個與存儲器統(tǒng)一編號的地址號。也

20、不設(shè)專門的輸都安排一個或幾個與存儲器統(tǒng)一編號的地址號。也不設(shè)專門的輸入入/ /輸出指令，所有傳送和訪問存儲器的指令都可用來對輸出指令，所有傳送和訪問存儲器的指令都可用來對I/OI/O接口接口操作。操作。21兩種編址方式有各自的優(yōu)缺點1 1）獨立編址方式：）獨立編址方式：l主要優(yōu)點：內(nèi)存地址空間與主要優(yōu)點：內(nèi)存地址空間與I/OI/O接口地址空間分開，互不影響，譯接口地址空間分開，互不影響，譯碼電路較簡單，并設(shè)有專門的碼電路較簡單，并設(shè)有專門的I/OI/O指令，所以編程序易于區(qū)分，且指令，所以編程序易于區(qū)分，且執(zhí)行時間短，快速性好。執(zhí)行時間短，快速性好。l缺點：只用缺點：只用I/OI/O指令訪問指

21、令訪問I/OI/O端口，功能有限且要采用專用端口，功能有限且要采用專用I/OI/O周期周期和專用和專用I/OI/O控制線，使微處理器復雜化?？刂凭€，使微處理器復雜化。2 2）統(tǒng)一編址方式）統(tǒng)一編址方式l主要優(yōu)點：訪問內(nèi)存的指令都可用于主要優(yōu)點：訪問內(nèi)存的指令都可用于I/OI/O操作，數(shù)據(jù)處理功能強；操作，數(shù)據(jù)處理功能強；同時同時I/OI/O接口可與存儲器部分共用譯碼和控制電路。接口可與存儲器部分共用譯碼和控制電路。l缺點：一是缺點：一是I/OI/O接口要占用存儲器地址空間的一部分；二是因不用接口要占用存儲器地址空間的一部分；二是因不用專門的專門的I/OI/O指令，程序中較難區(qū)分指令，程序中較難

22、區(qū)分I/OI/O操作。操作。 22S3C44B0X的I/O接口lARMARM系統(tǒng)完成系統(tǒng)完成I/OI/O功能的標準方法是使用存儲器映射功能的標準方法是使用存儲器映射I/OI/O。這種方法。這種方法使用特定的存儲器地址。當從這些地址加載或向這些地址存儲時使用特定的存儲器地址。當從這些地址加載或向這些地址存儲時，它們提供，它們提供I/OI/O功能。典型情況下，從存儲器映射功能。典型情況下，從存儲器映射I/OI/O地址加載用地址加載用于輸入，而向存儲器映射于輸入，而向存儲器映射I/OI/O地址存儲用于輸出。地址存儲用于輸出。lS3C44B0XS3C44B0X有有71 71 個多功能輸入個多功能輸入

23、輸出管腳，構(gòu)成了輸出管腳，構(gòu)成了7 7個個I/OI/O接口：接口：l兩個兩個9 9位的輸入位的輸入/ /輸出接口（輸出接口（E E和和F F）l兩個兩個8 8位的輸入位的輸入/ /輸出接口（輸出接口（D D和和G G）l一個一個1616位的輸入位的輸入/ /輸出接口（輸出接口（C C）l一個一個1010位的輸出接口（位的輸出接口（A A）l一個一個1111位的輸出接口（位的輸出接口（B B）23本節(jié)提要本節(jié)提要基于基于ARM的硬件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的硬件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)存儲器接口設(shè)計存儲器接口設(shè)計網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計I/OI/O接口設(shè)計接口設(shè)計人機交互接口設(shè)計人機交互接口設(shè)計其它通訊接口設(shè)計其它通訊

24、接口設(shè)計24鍵盤接口設(shè)計l鍵盤模塊鍵盤可能用來輸入數(shù)字型數(shù)據(jù)或者選擇控制設(shè)備的操作鍵盤模塊鍵盤可能用來輸入數(shù)字型數(shù)據(jù)或者選擇控制設(shè)備的操作模式。模式。l鍵盤有兩種方案：一是采用現(xiàn)有的一些芯片實現(xiàn)鍵盤掃描；再就鍵盤有兩種方案：一是采用現(xiàn)有的一些芯片實現(xiàn)鍵盤掃描；再就是用軟件實現(xiàn)鍵盤掃描。嵌入式控制器的功能很強，可能允分利是用軟件實現(xiàn)鍵盤掃描。嵌入式控制器的功能很強，可能允分利用這一資源。用這一資源。25一個瞬時接觸開關(guān)一個瞬時接觸開關(guān)（按鈕）放置在每一行與（按鈕）放置在每一行與線一列的交叉點。矩陣所線一列的交叉點。矩陣所需的鍵的數(shù)目顯然根據(jù)應需的鍵的數(shù)目顯然根據(jù)應用程序而不同。每一行由用程序而不

25、同。每一行由一個輸出端口的一位驅(qū)動一個輸出端口的一位驅(qū)動，而每一列由一個電阻器，而每一列由一個電阻器上拉且供給輸入端口一位上拉且供給輸入端口一位。鍵盤掃描陣列26鍵盤掃描過程就是讓微處理器按有規(guī)律的時間間隔查看鍵鍵盤掃描過程就是讓微處理器按有規(guī)律的時間間隔查看鍵盤矩陣，以確定是否有鍵被按下。每個鍵被分配一個稱為掃描碼盤矩陣，以確定是否有鍵被按下。每個鍵被分配一個稱為掃描碼的唯一標識符。應用程序利用該掃描碼，根據(jù)按下的鍵來判定應的唯一標識符。應用程序利用該掃描碼，根據(jù)按下的鍵來判定應該采取什么行動。該采取什么行動。 l消抖算法：消抖算法：l組合鍵處理組合鍵處理鍵盤掃描方法27/得到按鍵的掃描碼，

26、格式為得到按鍵的掃描碼，格式為0 xXYZWU16 GetScanKey()U16 key;U8 i,temp;for(i=1;i0 x10;i=1) /I/O口送出數(shù)據(jù)口送出數(shù)據(jù)rPDATD|=0 xf;rPDATD&=i;key4);return key;鍵盤掃描程序28LCD接口設(shè)計LCDLCD顯示模塊顯示模塊液晶顯示是一種被動的顯示，它不能發(fā)光，只能使用周圍環(huán)液晶顯示是一種被動的顯示，它不能發(fā)光，只能使用周圍環(huán)境的光。它顯示圖案或字符只需很小能量。液晶顯示所用的液晶材境的光。它顯示圖案或字符只需很小能量。液晶顯示所用的液晶材料是一種兼有液態(tài)和固體雙重性質(zhì)的有機物，它的棒狀結(jié)構(gòu)在

27、液晶料是一種兼有液態(tài)和固體雙重性質(zhì)的有機物，它的棒狀結(jié)構(gòu)在液晶盒內(nèi)一般平行排列，但在電場作用下能改變其排列方向。盒內(nèi)一般平行排列，但在電場作用下能改變其排列方向。LCDLCD的背光：的背光：lELEL（場致發(fā)光）：（場致發(fā)光）：2000-30002000-3000小時小時l和和LEDLED光源：字符模式，光源：字符模式，5000050000小時小時29LCD的顯示方式l反射型反射型LCDLCD：底偏光片后面加了一塊反射板，它一般在戶外和光線：底偏光片后面加了一塊反射板，它一般在戶外和光線良好的辦公室使用。良好的辦公室使用。l透射型透射型LCDLCD：底偏光片是透射偏光片，它需要連續(xù)使用背光源，

28、一：底偏光片是透射偏光片，它需要連續(xù)使用背光源，一般在光線差的環(huán)境使用。般在光線差的環(huán)境使用。l透反射型透反射型LCDLCD：是處于以上兩者之間，底偏光片能部分反光，一般：是處于以上兩者之間，底偏光片能部分反光，一般也帶背光源，光線好的時候，可關(guān)掉背光源；光線差時，可點亮也帶背光源，光線好的時候，可關(guān)掉背光源；光線差時，可點亮背光源使用背光源使用LCDLCD。30反射型LCD的結(jié)構(gòu)31lLCDLCD通常由兩種方式，一種是帶有驅(qū)動芯片的通常由兩種方式，一種是帶有驅(qū)動芯片的LCDLCD模塊，基本上屬模塊，基本上屬于半成品于半成品l如果有需要，也可以直接使用芯片上的內(nèi)置如果有需要，也可以直接使用芯片

29、上的內(nèi)置LCDLCD控制器來構(gòu)造顯示控制器來構(gòu)造顯示模塊，它可以支持彩色模塊，它可以支持彩色/ /灰度灰度/ /單色三種模式，灰度模式下可支持單色三種模式，灰度模式下可支持4 4級灰度和級灰度和1616級灰度，彩色模式下最多支持級灰度，彩色模式下最多支持256256色，色，LCDLCD的實際尺寸的實際尺寸可支持到可支持到320X240320X240。LCD的驅(qū)動方式32嵌入式處理器與LCD的連接嵌入嵌入式處式處理器理器LCD模塊模塊數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)總線總線寄存器選擇寄存器選擇使能信號使能信號33 從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上來講，由于顯示器模塊中已經(jīng)有顯示存從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上來講，由于顯示器模塊中已經(jīng)有顯示存儲器。顯存中的

30、每一個單元對應儲器。顯存中的每一個單元對應LCDLCD上的一個點，只上的一個點，只要顯存中的內(nèi)容改變，顯示結(jié)果便進行刷新。于是便要顯存中的內(nèi)容改變，顯示結(jié)果便進行刷新。于是便存在兩種刷新：存在兩種刷新：1 1直接根據(jù)系統(tǒng)要求對顯存進行修改，一種是只需修改相應的局直接根據(jù)系統(tǒng)要求對顯存進行修改，一種是只需修改相應的局部就可以，不需要判斷覆蓋等；另一種就是有覆蓋問題，計算起部就可以，不需要判斷覆蓋等；另一種就是有覆蓋問題，計算起來比較復雜，而且每做一點小的屏幕改變就進行刷新，將增加系來比較復雜，而且每做一點小的屏幕改變就進行刷新，將增加系統(tǒng)負擔。統(tǒng)負擔。2 2 專門開辟顯示內(nèi)存，在需要刷新時候由程

31、序進行顯示更新。這專門開辟顯示內(nèi)存，在需要刷新時候由程序進行顯示更新。這樣，不但可以減輕總線負荷，而且也比較合理，在有需要的時候樣，不但可以減輕總線負荷，而且也比較合理，在有需要的時候進行統(tǒng)一的顯示更新，界面也可以比較美觀，不致由于無法預料進行統(tǒng)一的顯示更新，界面也可以比較美觀，不致由于無法預料的刷新動作導致顯示界面閃爍。的刷新動作導致顯示界面閃爍。LCD的顯示控制34觸摸屏接口設(shè)計觸摸屏的分類觸摸屏的分類l電阻式觸摸屏電阻式觸摸屏 l表面聲波觸摸屏表面聲波觸摸屏 l紅外式觸摸屏紅外式觸摸屏 l電容式觸摸屏電容式觸摸屏35電阻式觸摸屏l分為四線電阻和五線電阻觸摸屏分為四線電阻和五線電阻觸摸屏l

32、電阻技術(shù)觸摸屏是一種對外界完全隔離的工作環(huán)境，故不怕灰塵電阻技術(shù)觸摸屏是一種對外界完全隔離的工作環(huán)境，故不怕灰塵、水汽和油污，可以用任何物體來觸摸，比較適合工業(yè)控制領(lǐng)域、水汽和油污，可以用任何物體來觸摸，比較適合工業(yè)控制領(lǐng)域及辦公室內(nèi)有限人的使用。及辦公室內(nèi)有限人的使用。 36四線電阻觸摸屏原理37測量原理l在觸摸點在觸摸點X X、Y Y坐標的測量過程中，測量電壓與測量點的等效電路圖所坐標的測量過程中，測量電壓與測量點的等效電路圖所示，圖中示，圖中P P為測量點為測量點 XVYY38觸摸屏芯片39FM(ADS)7843的特點l實現(xiàn)觸摸屏的驅(qū)動選擇控制（實現(xiàn)觸摸屏的驅(qū)動選擇控制（X X、Y Y通

33、道）通道）l對于輸入電壓或附加電壓進行對于輸入電壓或附加電壓進行ADAD轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換l同步串行接口同步串行接口l最大轉(zhuǎn)換速率最大轉(zhuǎn)換速率125KHz125KHzl可編程控制可編程控制8 8位或者位或者1212位轉(zhuǎn)換模式位轉(zhuǎn)換模式l工作電壓工作電壓2.7V-5.0V2.7V-5.0Vl兩個附加的輸入端口兩個附加的輸入端口40FM7843與ARM的連接41AD7843的工作時序lArmArm同步串口（同步串口（SIOSIO）向）向ADS7843ADS7843發(fā)送控制字發(fā)送控制字l轉(zhuǎn)換完成后從轉(zhuǎn)換完成后從ADS7843ADS7843串口讀出電壓轉(zhuǎn)換值串口讀出電壓轉(zhuǎn)換值 A/DA/D轉(zhuǎn)換時序（每次轉(zhuǎn)換需要

34、轉(zhuǎn)換時序（每次轉(zhuǎn)換需要2424個時鐘周期）個時鐘周期）42觸摸屏的驅(qū)動#define ADS7843_CTRL_START0 x80#define ADS7843_GET_X0 x50#define ADS7843_GET_Y0 x10#define ADS7843_CTRL_12MODE0 x0#define ADS7843_CTRL_8MODE0 x8#define ADS7843_CTRL_SER0 x4#define ADS7843_CTRL_DFR0 x0#define ADS7843_CTRL_DISPWD0 x3/ Disable power down#define ADS784

35、3_CTRL_ENPWD0 x0/ enable power down#define ADS7843_PIN_CS(16)/GPF6#define ADS7843_PIN_PEN (15)/GPG5/#define ADS7843_PIN_BUSY(16)/觸摸屏動作觸摸屏動作/#define TCHSCR_ACTION_NULL0#define TCHSCR_ACTION_CLICK1/觸摸屏單擊觸摸屏單擊#define TCHSCR_ACTION_DBCLICK2/觸摸屏雙擊觸摸屏雙擊#define TCHSCR_ACTION_DOWN3/觸摸屏按下觸摸屏按下#define TCHSCR_

36、ACTION_UP4/觸摸屏抬起觸摸屏抬起#define TCHSCR_ACTION_MOVE5/觸摸屏移動觸摸屏移動#define TCHSCR_IsPenNotDown()(rPDATG&ADS7843_PIN_PEN)void TchScr_init(void);void TchScr_GetScrXY(int *x, int *y);43函數(shù)TchScrGetScrXY(int *x, int *y)的結(jié)構(gòu)44本節(jié)提要本節(jié)提要基于基于ARM的硬件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的硬件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)存儲器接口設(shè)計存儲器接口設(shè)計網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計I/OI/O接口設(shè)計接口設(shè)計人機交互接口設(shè)計人機交互

37、接口設(shè)計其它通訊接口設(shè)計其它通訊接口設(shè)計45以太網(wǎng)接口的基本知識1、傳輸編碼、傳輸編碼l曼徹斯特編碼曼徹斯特編碼l曼徹斯特編碼，常用于局域網(wǎng)傳輸。在曼徹斯特編碼中，曼徹斯特編碼，常用于局域網(wǎng)傳輸。在曼徹斯特編碼中，每一位的中間有一跳變，位中間的跳變既作每一位的中間有一跳變，位中間的跳變既作“時鐘信號時鐘信號”，又作，又作“數(shù)據(jù)信號數(shù)據(jù)信號”；從低到高跳變表示從低到高跳變表示“0”，從高到低從高到低跳變表示跳變表示“1”。l差分曼徹斯特編碼差分曼徹斯特編碼:l每位中間的跳變僅提供時鐘定時，而用每位每位中間的跳變僅提供時鐘定時，而用每位開始時有無跳開始時有無跳變變表示表示0或或1“l(fā)有跳變?yōu)橛刑?/p>

38、為0，無跳變?yōu)闊o跳變?yōu)?。 46以太網(wǎng)接口的基本知識 1、傳輸編碼、傳輸編碼l曼徹斯特編碼：曼徹斯特編碼：從高到低跳變表示從高到低跳變表示“0”，從低到高跳變表示從低到高跳變表示“1”。l差分曼徹斯特編碼：差分曼徹斯特編碼：開始時有無跳變開始時有無跳變，有跳變?yōu)橛刑優(yōu)椤?”，無跳變?yōu)闊o跳變?yōu)椤?”47以太網(wǎng)協(xié)議 l以太網(wǎng)MAC層物理傳輸幀 （IEEE802.3 ）PRSDDASATYPEDATAPADFCS56位位8位位48位位48位位16位位不超過不超過1500字節(jié)字節(jié)可選可選32位位PRPR：同步位，收發(fā)雙方的時鐘同步，也指明傳輸?shù)乃俾剩ㄍ轿?，收發(fā)雙方的時鐘同步，也指明傳輸?shù)乃俾剩?0

39、M10M、100M100M）SDSD：分隔位分隔位, ,表示下面跟著的是真正的數(shù)據(jù)表示下面跟著的是真正的數(shù)據(jù), ,而不是同步時鐘而不是同步時鐘DADA：目目的地址的地址, ,以太網(wǎng)的地址為以太網(wǎng)的地址為4848位地址。如果為都為位地址。如果為都為F,F,則是廣播地址則是廣播地址SASA：源地址源地址,48,48位位, ,表明該幀的數(shù)據(jù)是哪個網(wǎng)卡發(fā)的表明該幀的數(shù)據(jù)是哪個網(wǎng)卡發(fā)的, ,即發(fā)送端網(wǎng)卡地址即發(fā)送端網(wǎng)卡地址TYPETYPE：類型字段，表明該幀的數(shù)據(jù)是什么類型。如：類型字段，表明該幀的數(shù)據(jù)是什么類型。如：0800H 0800H 表示數(shù)據(jù)為表示數(shù)據(jù)為IPIP 包，包，0806H0806H表示

40、數(shù)據(jù)為表示數(shù)據(jù)為ARPARP包，包，814CH814CH是是SNMPSNMP包，包，8137H8137H為為IPX/SPXIPX/SPX包包 DATADATA：數(shù)據(jù)段，該段數(shù)據(jù)不能超過：數(shù)據(jù)段，該段數(shù)據(jù)不能超過15001500字節(jié)。字節(jié)。PADPAD： 填充位。以太網(wǎng)幀傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包最小不能小于填充位。以太網(wǎng)幀傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包最小不能小于6060字節(jié)字節(jié), , 當數(shù)據(jù)段不當數(shù)據(jù)段不 足足4646字節(jié)時，后面補字節(jié)時，后面補000000.(000000.(當然也可以補其它值當然也可以補其它值) )FCS: 32FCS: 32位位CRCCRC數(shù)據(jù)校驗位。該校驗由網(wǎng)卡自動完成數(shù)據(jù)校驗位。該校驗由網(wǎng)卡自動完

41、成48以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸特點lPR,SD,PAD,FCSPR,SD,PAD,FCS這幾個數(shù)據(jù)段是由網(wǎng)卡自動產(chǎn)生的；只需要理解這幾個數(shù)據(jù)段是由網(wǎng)卡自動產(chǎn)生的；只需要理解DA、SA、TYPE、DATA四個段的內(nèi)容四個段的內(nèi)容l所有數(shù)據(jù)位的傳輸由低位開始所有數(shù)據(jù)位的傳輸由低位開始( (傳輸?shù)奈涣魇褂寐鼜厮固鼐幋a傳輸?shù)奈涣魇褂寐鼜厮固鼐幋a) ) l以太網(wǎng)的沖突退避算法是由硬件自動執(zhí)行的以太網(wǎng)的沖突退避算法是由硬件自動執(zhí)行的lDA+SA+TYPE+DATA+PADDA+SA+TYPE+DATA+PAD最小為最小為6060字節(jié)字節(jié), ,最大為最大為15141514字節(jié)字節(jié)l以太網(wǎng)卡可以接收三種地址的數(shù)據(jù)，一

42、個是廣播地位，一個是多以太網(wǎng)卡可以接收三種地址的數(shù)據(jù)，一個是廣播地位，一個是多播地址播地址( (在嵌入式的環(huán)境中一般不用在嵌入式的環(huán)境中一般不用) )，一個是它自已的地址，一個是它自已的地址l任何兩個網(wǎng)卡的物理地址都是不一樣的，是世界上唯一的，網(wǎng)卡任何兩個網(wǎng)卡的物理地址都是不一樣的，是世界上唯一的，網(wǎng)卡地址由專門機構(gòu)分配。地址由專門機構(gòu)分配。49嵌入式的以太網(wǎng)方案l嵌入式處理器網(wǎng)卡芯片（嵌入式處理器網(wǎng)卡芯片（RTL8019RTL8019）l對嵌入式處理器沒有特殊要求，通用性強對嵌入式處理器沒有特殊要求，通用性強l處理器和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換通過外部總線，速度慢，不適合于處理器和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換通過外部總線

43、，速度慢，不適合于100M100M網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)l帶有以太網(wǎng)絡(luò)接口的嵌入式處理器帶有以太網(wǎng)絡(luò)接口的嵌入式處理器l處理器面向網(wǎng)絡(luò)應用處理器面向網(wǎng)絡(luò)應用l處理器和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換通過內(nèi)部總線，速度快處理器和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換通過內(nèi)部總線，速度快50RTL8019的原理框圖51嵌入式網(wǎng)絡(luò)接口的特點l與常規(guī)的網(wǎng)卡設(shè)計思路不同的是，在嵌入式系統(tǒng)中，系統(tǒng)的精簡與常規(guī)的網(wǎng)卡設(shè)計思路不同的是，在嵌入式系統(tǒng)中，系統(tǒng)的精簡一直是個主要的原則。一直是個主要的原則。RTL8019ASRTL8019AS作為網(wǎng)卡，時需要一片作為網(wǎng)卡，時需要一片EEPROMEEPROM作作為配置存儲器，來確定通訊的端口地址，中斷地址，網(wǎng)卡的物理為配置存儲

44、器，來確定通訊的端口地址，中斷地址，網(wǎng)卡的物理地址，工作模式，制造廠商等信息；地址，工作模式，制造廠商等信息；l而在嵌入式系統(tǒng)中，可以使用而在嵌入式系統(tǒng)中，可以使用RTL8019ASRTL8019AS的默認配置和一些管腳作的默認配置和一些管腳作為網(wǎng)卡的初始化方法。這樣可以節(jié)省配置存儲器，減小嵌入式硬為網(wǎng)卡的初始化方法。這樣可以節(jié)省配置存儲器，減小嵌入式硬件平臺的體積。件平臺的體積。52基于RTL8019在嵌入式以太網(wǎng)設(shè)計1 RTL8019AS的初始化 RTL8019RTL8019支持即插即用模式和非即插即用模式。在嵌入式系統(tǒng)中支持即插即用模式和非即插即用模式。在嵌入式系統(tǒng)中，網(wǎng)卡的外設(shè)通常是不

45、經(jīng)常插拔的，所以，為了系統(tǒng)的精簡，配，網(wǎng)卡的外設(shè)通常是不經(jīng)常插拔的，所以，為了系統(tǒng)的精簡，配置置RTL8019RTL8019為非即插即用模式。有著固定的中斷，有著固定的端口為非即插即用模式。有著固定的中斷，有著固定的端口地址，假設(shè)是端口是地址，假設(shè)是端口是0 x3000 x300（這里的端口是相對于（這里的端口是相對于ISAISA總線來說的總線來說的端口，對于端口，對于ARMARM的總線，需要重新計算地址）。這些配置可以通過的總線，需要重新計算地址）。這些配置可以通過RTL8019RTL8019的外部管腳，在系統(tǒng)上電復位的時候，自動配置起來。的外部管腳，在系統(tǒng)上電復位的時候，自動配置起來。 5

46、3關(guān)于RTL8019的RAMlRTL8019RTL8019含有含有16K16K字節(jié)的字節(jié)的RAMRAM，地址為，地址為0 x4000-0 x7fff(0 x4000-0 x7fff(指的是指的是RTL8019RTL8019內(nèi)部的存儲地址，是內(nèi)部的存儲地址，是RTL8019RTL8019工作用的存儲器，可以通過工作用的存儲器，可以通過遠程遠程DMADMA訪問），每訪問），每256256個字節(jié)稱為一頁，共有個字節(jié)稱為一頁，共有6464頁。頁的地址就頁。頁的地址就是地址的高是地址的高8 8位，頁地址為位，頁地址為0 x40-0 x7f0 x40-0 x7f。這。這16k16k的的ramram的一部分

47、用來的一部分用來存放接收的數(shù)據(jù)包，一部分用來存儲待發(fā)送的數(shù)據(jù)包存放接收的數(shù)據(jù)包，一部分用來存儲待發(fā)送的數(shù)據(jù)包 542 通過RTL8019AS發(fā)送數(shù)據(jù) 作為一個集成的以太網(wǎng)芯片，數(shù)據(jù)的發(fā)送校驗，總線數(shù)據(jù)包的作為一個集成的以太網(wǎng)芯片，數(shù)據(jù)的發(fā)送校驗，總線數(shù)據(jù)包的碰撞檢測與避免是由芯片自己完成的。我們只需要配置發(fā)送數(shù)據(jù)碰撞檢測與避免是由芯片自己完成的。我們只需要配置發(fā)送數(shù)據(jù)的物理層地址的源地址、目的地址、數(shù)據(jù)包類型以及發(fā)送的數(shù)據(jù)的物理層地址的源地址、目的地址、數(shù)據(jù)包類型以及發(fā)送的數(shù)據(jù)就可以了。就可以了。553、通過RTL8019AS接收數(shù)據(jù)l在在RTL8019RTL8019的初始化程序中已經(jīng)設(shè)置好了

48、接收緩沖區(qū)的位置，并且的初始化程序中已經(jīng)設(shè)置好了接收緩沖區(qū)的位置，并且配置好了中斷的模式。當有一個正確的數(shù)據(jù)包到達的時候，配置好了中斷的模式。當有一個正確的數(shù)據(jù)包到達的時候，RTL8019RTL8019會產(chǎn)生一個中斷信號，在會產(chǎn)生一個中斷信號，在ARMARM中斷處理程序中，接收數(shù)據(jù)中斷處理程序中，接收數(shù)據(jù)。l數(shù)據(jù)的接收比較簡單，即通過遠端數(shù)據(jù)的接收比較簡單，即通過遠端DMADMA把數(shù)據(jù)從把數(shù)據(jù)從RTL8019RTL8019的的RAMRAM空間空間讀回讀回ARMARM中處理。中處理。56TCP/IP 協(xié)議的層次應用層應用層(Application) BSD套接字套接字(BSD Sockets)

49、傳輸層傳輸層 (Transport) TCP、UDP網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層 (Network) IP、ARP、ICMP、IGMP數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層(Data Link) IEEE802.3 Ethernet MAC物理層物理層 (Physical) 57l* 應用層應用層應用層是所有用戶所面向的應用程序的統(tǒng)稱。應用層是所有用戶所面向的應用程序的統(tǒng)稱。ICP/IP協(xié)協(xié)議族在這一層面有著很多協(xié)議來支持不同的應用，許多大家所熟議族在這一層面有著很多協(xié)議來支持不同的應用，許多大家所熟悉的基于悉的基于Internet的應用的實現(xiàn)就離不開這些協(xié)議。如我們進行萬的應用的實現(xiàn)就離不開這些協(xié)議。如我們進行萬維網(wǎng)（維網(wǎng)（

50、WWW）訪問用到了）訪問用到了HTTP協(xié)議、文件傳輸用協(xié)議、文件傳輸用FTP協(xié)議、電協(xié)議、電子郵件發(fā)送用子郵件發(fā)送用SMTP、域名的解析用、域名的解析用DNS協(xié)議、協(xié)議、 遠程登錄用遠程登錄用Telnet協(xié)議等等，都是屬于協(xié)議等等，都是屬于TCP/IP應用層的；就用戶而言，看到應用層的；就用戶而言，看到的是由一個個軟件所構(gòu)筑的大多為圖形化的操作界面，而實際后的是由一個個軟件所構(gòu)筑的大多為圖形化的操作界面，而實際后臺運行的便是上述協(xié)議。臺運行的便是上述協(xié)議。l * 傳輸層傳輸層這一層的的功能主要是提供應用程序間的通信，這一層的的功能主要是提供應用程序間的通信，TCP/IP協(xié)議族在這一層的協(xié)議有協(xié)

51、議族在這一層的協(xié)議有TCP和和UDP。l*網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層是是TCP/IP協(xié)議族中非常關(guān)鍵的一層，主要定義了協(xié)議族中非常關(guān)鍵的一層，主要定義了IP地址地址格式，從而能夠使得不同應用類型的數(shù)據(jù)在格式，從而能夠使得不同應用類型的數(shù)據(jù)在Internet上通暢地傳輸上通暢地傳輸，IP協(xié)議就是一個網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。協(xié)議就是一個網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。 58l*數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層這是這是TCP/IP軟件的最低層，負責接收軟件的最低層，負責接收IP數(shù)據(jù)包并通數(shù)據(jù)包并通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送之，或者從網(wǎng)絡(luò)上接收物理幀，抽出過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送之，或者從網(wǎng)絡(luò)上接收物理幀，抽出IP數(shù)據(jù)報，交給數(shù)據(jù)報，交給IP層。對實際的網(wǎng)絡(luò)媒體的管理，提供可靠的傳輸。該

52、層的作用層。對實際的網(wǎng)絡(luò)媒體的管理，提供可靠的傳輸。該層的作用包括：物理地址尋址、數(shù)據(jù)的成幀、流量包括：物理地址尋址、數(shù)據(jù)的成幀、流量 控制、數(shù)據(jù)的檢錯、重控制、數(shù)據(jù)的檢錯、重發(fā)等。發(fā)等。 在這一層，數(shù)據(jù)的單位稱為幀（在這一層，數(shù)據(jù)的單位稱為幀（frame）。）。 數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的代表包括：議的代表包括：SDLC、HDLC、PPP、STP、幀中繼等、幀中繼等 l*物理層物理層規(guī)定了激活、維持、關(guān)閉通信端點之間的機械特性、電氣規(guī)定了激活、維持、關(guān)閉通信端點之間的機械特性、電氣特性、功能特性以及過程特性。該層為上特性、功能特性以及過程特性。該層為上 層協(xié)議提供了一個傳輸層協(xié)議提供了一個

53、傳輸數(shù)據(jù)的物理媒體。數(shù)據(jù)的物理媒體。 59lIP協(xié)議協(xié)議(Internet Protocol)又稱互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，是支持網(wǎng)間互連的數(shù)又稱互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，是支持網(wǎng)間互連的數(shù)據(jù)報協(xié)議，它與據(jù)報協(xié)議，它與TCP協(xié)議（傳輸控制協(xié)議）一起構(gòu)成了協(xié)議（傳輸控制協(xié)議）一起構(gòu)成了TCP/IP協(xié)協(xié)議族的核心。它提供網(wǎng)間連接的完善功能，議族的核心。它提供網(wǎng)間連接的完善功能， 包括包括IP數(shù)據(jù)報規(guī)定互數(shù)據(jù)報規(guī)定互連網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)的連網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)的IP地址格式。地址格式。 Internet 上，為了實現(xiàn)連接到互聯(lián)上，為了實現(xiàn)連接到互聯(lián)網(wǎng)上的結(jié)點之間的通信，必須為每個結(jié)點（入網(wǎng)計算機）分配一網(wǎng)上的結(jié)點之間的通信，必須為每個結(jié)點（入網(wǎng)

54、計算機）分配一個地址，并且應當保證這個地址是全網(wǎng)唯一的，這便是個地址，并且應當保證這個地址是全網(wǎng)唯一的，這便是IP地址。地址。 l目前的目前的IP地址（地址（IPv4）由）由32個二進制位表示，每個二進制位表示，每8位二進制數(shù)為一位二進制數(shù)為一個整數(shù)，中間由小數(shù)點間隔，如個整數(shù)，中間由小數(shù)點間隔，如8，整個，整個IP地址空間地址空間有有4組組8位二進制數(shù)，由表示主機所在的網(wǎng)絡(luò)的地址。位二進制數(shù)，由表示主機所在的網(wǎng)絡(luò)的地址。lIP分為分為A、B、C等幾類。等幾類。60嵌入式以太網(wǎng)中主要處理的協(xié)議lARP(Address Resolation Protocol)ARP(Ad

55、dress Resolation Protocol)地址解析協(xié)議地址解析協(xié)議 lICMP (Internet Control Messages Protocol) (Internet Control Messages Protocol)網(wǎng)絡(luò)控制報文協(xié)議網(wǎng)絡(luò)控制報文協(xié)議lIP(Internet Protocol) Internet Protocol) 網(wǎng)際協(xié)議網(wǎng)際協(xié)議lTCP(Transfer Control Protocol) TCP(Transfer Control Protocol) 傳輸控制協(xié)議傳輸控制協(xié)議lUDP(User Datagram Protocol)UDP(User Data

56、gram Protocol)用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議61ARP地址解析協(xié)議l網(wǎng)絡(luò)層用網(wǎng)絡(luò)層用32 bit32 bit的的IPIP地址來標識不同的主機，而鏈路層使用地址來標識不同的主機，而鏈路層使用48 bit48 bit的的物理（物理（MACMAC）地址來標識不同的以太網(wǎng)接口。只知道目的主機的）地址來標識不同的以太網(wǎng)接口。只知道目的主機的IPIP地地址并不能發(fā)送數(shù)據(jù)幀給它，必須知道目的主機網(wǎng)絡(luò)接口的址并不能發(fā)送數(shù)據(jù)幀給它，必須知道目的主機網(wǎng)絡(luò)接口的MACMAC地址才地址才能發(fā)送數(shù)據(jù)幀。能發(fā)送數(shù)據(jù)幀。lARPARP的功能是實現(xiàn)從的功能是實現(xiàn)從IPIP地址到對應物理地址的轉(zhuǎn)換。地址到對應物理地

57、址的轉(zhuǎn)換。 源主機發(fā)送一份包含目的主機源主機發(fā)送一份包含目的主機IPIP地址的地址的ARPARP請求數(shù)據(jù)幀給網(wǎng)上的每個請求數(shù)據(jù)幀給網(wǎng)上的每個主機主機, ,稱作稱作ARPARP廣播，目的主機的廣播，目的主機的ARPARP收到這份廣播報文后，識別出這收到這份廣播報文后，識別出這是發(fā)送端在尋問它的是發(fā)送端在尋問它的IPIP地址，于是發(fā)送一個包含目的主機地址，于是發(fā)送一個包含目的主機IPIP地址及對地址及對應的應的MACMAC地址的地址的ARPARP回答給源主機?；卮鸾o源主機。l每臺主機上都有一個每臺主機上都有一個ARPARP高速緩存，存放最近的高速緩存，存放最近的IPIP地址到硬件地址之地址到硬件地

58、址之間的映射記錄。通常每一項的生存時間為間的映射記錄。通常每一項的生存時間為2020分鐘分鐘62TCP傳輸控制協(xié)議 TCP TCP是一個面向連接的可靠的傳輸層協(xié)議。是一個面向連接的可靠的傳輸層協(xié)議。TCPTCP為為兩臺主機提供高可靠性的端到端數(shù)據(jù)通信。主要包括主機提供高可靠性的端到端數(shù)據(jù)通信。主要包括: :l發(fā)送方把應用程序交給它的數(shù)據(jù)分成合適的小塊，并添加附發(fā)送方把應用程序交給它的數(shù)據(jù)分成合適的小塊，并添加附加信息（加信息（TCPTCP頭），包括順序號，源、目的端口，控制、糾錯頭），包括順序號，源、目的端口，控制、糾錯信息等字段，稱為信息等字段，稱為TCPTCP數(shù)據(jù)包。并將數(shù)據(jù)包。并將TCPTCP數(shù)據(jù)包交給下面的網(wǎng)數(shù)據(jù)包交給下面的網(wǎng)絡(luò)層處理。絡(luò)層處理