采用Jupiter双以太网处理器的嵌入式网关平台
嵌入式网关是基于Internet技术的分布式设备网络平台的关键。它提供一个不同协议网络通信系统(如RS232接口、RS485接口、RF接口等)和以太网甚至是万维网的连接。嵌入式网关提供嵌入式Web服务器以及对各种接口的连接方法。嵌入式Web服务器也是专门为嵌入式设备而设计的一种小巧精悍的Web服务器,能够运行于嵌入式TCP/IP协议栈上,并能够提供几乎所有的传统Web服务器所能够提供的功能。
1 利用嵌入式网关的工厂管理方案
工厂内部利用4 8 5线或者以太网来传递指令,并且可以采用2种方法对监控对象故障发送报警信息:用标准的MODEM命令发送GSM短消息或通过SMTP客户端发电子邮件。万维网与控制网的交互是借助于嵌入式网关进行的。当控制终端通过万维网向作为智能节点的现场设备发送控制信息时,它首先基于TCP/IP协议将信息发送给网关,再由网关根据现场设备总线采用相应的TCP/IP协议、RS485协议、RS232协议发送给相应的现场设备。反过来也是这样,嵌入式网关主要负责现场协议间的相互转化,通过嵌入式网关解决了不同协议标准的系统集成问题,如图1所示。
2 硬件子系统
Jupiter是韩国ADC公司生产的32位高速双以太网处理器,是一款低成本、高性能、建立在以太网系统基础之上的高性能价格比的处理器。该芯片内含2个10/1 00Mb/s自适应以太网接口,广泛应用于集线器和路由器的设计,其最大优点类似于ARM内核的内建32位EISC处理器,支持uClinux操作系统,是当今市场EISC系列的一个代表产品。Jupiter(EISC结构)与CISC芯片相比具有优化嵌入式应用专长、代码优化,而芯片结构外平相当。Jupiter指令的易操作性使得硬件功能实现变得更简单。
Jupiter处理器工作频率50MHz,采用16位单周期指令集,运算速度快;内含4K Cache、2个10/100Mb/s自适应双以太网控制器、最大支持640×480的彩色STNLCD控制器、2个串行的UART、2个DMA、串行SIO控制器、4个3 2位定时器及可编程I/O口、1个中断控制器、DRAM控制器、ROM/SRAM控制器;芯片系统管理器还包括内部3 2位总线的仲裁器和扩展存储器控制器;有8个3 2MB存储器空间可供用户扩展;处理器内建DHCP Client(含PPPoE、Proxy、DNS)及DHCP Server两项功能,可广泛应用于IP共享器、Sohu网关、工业现场Web服务器和浏览器、家庭网关、ADSL、工控网络控制器等。韩国ADC公司的Jupiter芯片与其他公司的比较如表1所示。
3 软件结构
传统的嵌入式开发所针对的是一些相对简单的应用。通常只有一个简单(或固定的几个)的应用运行,实现的任务简单,并且是针对具体应用的,所以不需要复杂的任务管理、调度机制。从工程设计够用就行的角度看,使用简单的方法烧写ROM,系统启动后直接执行该程序就可以了,根本不需要操作系统参与,开发人员能够了解所有应用启动,资源管理细节,并能够管理它们。 嵌入式网关根本作用是把嵌入式设备同现有的以太网络连接起来,但又在很大程度上保持原有嵌入式网络的各自功能,所以网关必须具有解析多种协议的能力。对于这种较为复杂的应用,传统嵌入式设计的方法已经无法满足要求,必须寻求操作系统以应付多任务和复杂任务的处理。
uCliux是Linux操作系统的一种,是由Linux2.0内核发展来的,是专为没有MMU的微处理器设计的嵌入式Linux操作系统。因为大多数内核源代码都被重写,uClinux的内核要比原Linux2.0内核小的多,但保留了Linux 操作系统的主要优点:稳定性,优异的网络能力以及优秀的文件系统支持.uClinux中u表示Micr0,小的意思,C表示Cntrol,控制的意思,所以uClinux就是MicrO-C0ntroller-Linux,字面上的理解就是“针对微控制领域而设计的Linux系统”。
uClinux可以通过定制使内棱小型化,还可以加上GUI(图形用户界面)和定制应用程序,并将其放在ROM、RAM、Flash或Disk On Chip中启动。由于嵌入式uClinux操作系统的内核定制高度灵活性,开发者可以很容易地对其进行按需配置,来满足实际应用需要。又由于uClinux是源代码公开的,因此开发人员只要了解内核原理就可以自己开发各类驱动程序。
Jupiter芯片是没有内存管理单元(MMU)的处理器,而uClinux很好地解决了没有MMU内存管理问题,采用存储器的分页管理.系统在启动时把实际存储器进行分页。系统对于内存的访问是直接的(它对地址的访问不需要经过MMU,而是直接送到地址线上输出),所有程序中访问的地址都是实际的物理地址。操作系统对内存空间没有保护(这实际上是很多嵌入式系统的特点),各个进程实际上共享一个运行空间(没有独立的地址转换表)。
4 网关的uCIinux的开发
Jupi
网关 平台 嵌入式 处理器 Jupiter 以太网 采用 相关文章:
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