基于嵌入式系统的网络环境模拟器的设计

组成，每个通道相对独立；最高可达1M的波特率，具有可编程的波特率发生器，便于灵活选择数收发频率；每个通道独立控制发送和接收数据，有独立的Modem控制信号，数据和控制总线均采用三态TTL驱动；具有完全可编程的串行数据格式，数据位长度可设为5，6，7或8，停止位长度可为1或2，校验模式可以是偶校验、奇校验或无校验。

　　LCD显示模块

LCD显示模块提供了人机交互界面，在LCD上可以显示网络拓扑结构，节点移动情况，节点的收发状态，节点的收发历程，以及节点收发数据所用到的信道。在LCD上，左边的区域是节点收发历程及收发信道显示，每个节点有一个长条形窗口与其对应，节点的收发历程及收发信道在窗口内流动显示，窗口的上半部分显示节点的收发历程，下半部分显示节点当前收发所用的信道。右边的区域是网络拓扑显示，网络中的节点如果在通信范围之内，节点间有实线连接。LCD显示示意图如图3所示。

LCD显示采用EPSON公司的图形控制芯片S1D13806，它是专为嵌入式系统设计的，，内置SDRAM，最高达到800 x 601的分辨率。这里S1D13806采用EBI总线方式与AR91RM9200通信（20位地址线，16位数据线），内置1.28M的 SDRAM与系统统一编址，作为显示缓存，这样控制端将图像数据通过系统总线送到主机接口单元。根据寄存器设置，数据被送往内置SDRAM，余下的工作由13806接管，既不需要MCU的干预，也克服了其他接入方式带宽不足的缺点，可以有效地避免图像的抖动和花屏。

对S1D13506的控制，首先应该配置AT91RM9200的EBI总线寄存器，即定义读写信号脉冲长度、等待状态、数据流动时间、字节访问类型、数据总线宽度。然后再通过EBI总线配置S1D13806的工作模式。

S1D13506驱动LCD显示屏需要的50MHz的BUCLK时钟由外部晶振提供，25MHz的CLK1和12.5MHz的CLK2由可编程时钟发生器芯片ICS1523提供，AT91RM9200通过I2C总线控制ICS1523，使其输出所需CLK1和CLK2的频率，以适应不同规格的LCD或VGA需求，提高显示解决方案的通用性。由于S1D13506访问RAM需要等待70ns，这造成LCD显示速度比较慢。本系统并不需要频繁切换图形界面，主要考虑到AT91RM9200是一款很适合工业控制用的高速ARM处理器。

　　键盘控制模块

键盘控制模块与AT91RM9200的IO口相连，AT91RM9200利用查询方式，监测相应IO引脚有无电平变化，然后进行相应的处理。键盘控制模块可以控制节点移动，并且可以选择节点的移动速度。同时也可以预设几种网络拓扑结构，利用键盘直接选择一种拓扑结构，节点能按照选择的移动速度，移动到相应的位置。

　　系统的软件实现

网络环境模拟器的软件分两个模块，一个模块用来实现网络环境的模拟，另一个模块用来实现相关信息在LCD上的显示。对于网络中的每个节点，网络环境模拟器都有一个端口与其对应，在程序中每个网络环境模拟器的端口都有一个结构体与其对应。

　　网络环境的模拟

在网络环境模拟器中，网络环境的模拟主要有：物理层无线传输、网络拓扑变化、提供同步信号等方面。

　　模拟无线信道传输

模拟物理层传输主要有三方面，一、网络节点发送数据，其它节点当满足接收条件时应该能收到数据；二、要模拟节点数据传输速率；三、模拟节点间传输路径上误码。

在真实的网络环境中，一个网络中的节点能够接收到另一个节点的数据，需要满足的条件有：一个节点是发状态，另一个是收状态，并且两个节点处在同一个信道上，而且接收方应该处在发射方的功率覆盖范围之内。在网络环境模拟器中的模拟是这样做的，网络环境模拟器和网络中节点的数据交互有两种类型：控制信息和数据信息。网络节点利用控制信息给网络环境模拟器对应的端口设置相应的状态，数据信息是网络节点与其它节点之间收发的数据。网络环境模拟器依靠串口的RTS和 CTS的引脚电平来判断是哪种类型的信息，利用串口的TX和RX来收发信息实体。在每次处理过程中，网络环境模拟器可以根据先前每个网络节点发来的的相关信息，把从每个网络节点接收的数据发送给满足接收条件的其它网络节点。

在网络环境模拟器中，我们利用AT91RM9200的定时器中断来模拟节点间的数据传输速率。每次中断处理完后向每个端口发送一个字节数据。假设我们要模拟短波信道的2.4Kbps—4.8Kbps信道速率，利用AT91RM9200的定时器中断，每隔1/300秒或1/150秒产生一次中断，在中断里我们通过TL16C554A读出各个网络节点的串口数据，这个过程相当于网络节点发送数据，并进行相应的处理，得出网络中哪些节点可以收到，然后再通过TL16C554A向对应的各个网络节点的串口发送数据，这个过程相当于网