嵌入式Ｉｎｔｅｒｎｅｔ常见接入方式的研究..doc

嵌入式Ｉｎｔｅｒｎｅｔ常见接入方式的研究 摘要：本文介绍了嵌入式Internet技术的基本概念和原理，综合分析了嵌入式Internet的几种常见的接入方式，并指出了其发展趋势及方向。br　　关键词br本文来自：计算机毕业网 ：嵌入式Internet；接入方式br　　　　　　br　　随着国民经济的持续发展，Internet技术已经深入到人们的生活之中。在工业监控系统、智能仪器、安防系统等很多场合存在的大量电子设备都有接入Internet的需求。通过接入Internet，可以在Internet网络到达的任何地区实现对设备的远程控制、远程维护等操作。Internet技术与嵌入式系统相结合可称之为嵌入式Internet技术。目前嵌入式Internet的接入方式通常有直接接入和间接接入两大类。br　　br　　1 直接接入方式br　　br　　直接接入采用处理机加TCP/IP协议方式，微控制处理机像PC机一样直接处理TCP/IP协议，一般需要高档的处理机，如32位的ARM，SH3，MIPS等微控制处理机和一些单周期指令速度较高的8位微控制处理机，如AVR，SX等。当然，这里TCP/IP协议一般都根据具体应用环境可适当进行删减。br　　对TCP/IP协议的具体处理又有两种方法。在嵌入式操作系统上运行TCP/IP协议和直接在嵌入式处理器上实现TCP/IP协议。br　　（1）在嵌入式实时操作系统RTOS上运行TCP/IP协议：即用软件方式直接处理TCP/IP协议。目前实时操作系统的功能越来越强大，大多数嵌入式操作系统都带有TCP/IP协议栈，还具有对图像界面的支持能力。采用这种方法最灵活，能按用户需求实现很多复杂的功能。当然，灵活的同时带来的是开发复杂度的增加，对开发人员的要求高，必须对操作系统和TCP/IP协议都要有一定的熟悉，开发周期也较长，难度相对较大。同时嵌入式操作系统的运行需要占用大量的处理器资源和存储器空间，对硬件配置也有较高的要求，因此开发的费用比较高，且高档微控制处理机和RTOS的价格也很高。可以将这种方案简单地表述成：高性能CPU+实时操作系统+以太网接口控制芯片。br　　这种接入方式示意图如图1所示。br　　br　　图1在RTOS上运行TCP/IP协议示意图br　　br　　（2）直接在嵌入式处理器上实现TCP/IP协议：即采用固化了TCP/IP协议的硬件芯片实现，如Seiko Instruments公司的$7600A等，它支持HTTP、SMTP、POP3、MIME等多种协议，通过外部硬件电路处理TCP/IP协议，也可用UBICOM公司(原Scenix公司)的SX单片机加虚拟外设的方式。该方式与前一种相比更方便，不需要操作系统，大大节省了资源，开发难度有所降低，但还是需要熟悉TCP/IP协议和相关接口，技术实现上也比较困难，且对处理器的性能仍然要求较高。这种方案可以简单地表述成：单片机+硬件协议芯片+以太网接口控制芯片。br　　这种接入方式示意图如图2所示。br　　br　　图2 直接在嵌入式处理器上实现TCP/IP协议示意图br　　br　　这种技术的典型应用有沈阳东大新业信息技术股份有限公司按该思路研制开发的嵌入式系统接入Internet的一个实用产品——Webit。Webit将微控制处理机和以太网控制器集成到一块小板卡上，将它装入到嵌入式系统与Internet连接。Webit有自己的IP地址，与第一种接入方式相似，但它有更高的集成度，将协议处理部分独立出来，开发人员省去了网络部分的设计，可将主要精力放在设计应用系统本身。br　　从以上可以看出，这两种方式都类似于在微控制处理机上实现PC机加网卡的功能。微控制处理机直接处理TCP/IP协议，复杂度较高，且每个微控制处理机也需要一个IP地址，而IP地址需要付费使用。这种方式需要高档的微控制处理机和较高的开发及使用成本，因此一般只会在一些高档产品中使用，使用在低端产品和过去的遗留设备中是不合适的，但它有一个好处是不需要PC机做代理服务器或网关。br　　应该指出，第一种接入方式我们似乎极为眼熟。确实，它与我们日常用PC上网方案：PC+操作系统+以太网接口控制芯片极为相似。随着硬件技术的飞速发展，相信不远的将来，在一块嵌入式芯片上实现当前台式PC机的性能将成为现实，所以这种方式必将成为未来嵌入式系统接入Internet的主流方式。但由于当前IPv4时代IP地址的短缺，这种接入方式的大发展将是在IPv6到来的时代。br　　br　　2 间接接入方式br　　br　　为了克服直接接入方式的主要缺点（即每一个设备都需要IP地址），出现了利用代理服务器/网关等间接方式来实现嵌入式系统接入Internet。代理服务器/网关可以用桌面计算机PC或