基于DSP嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)應(yīng)用

蔡志豪　鐘小童　熊董吉

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，我國(guó)已步入了信息化時(shí)代，所進(jìn)行的數(shù)據(jù)處理規(guī)模也在增大，這也對(duì)數(shù)據(jù)信息的處理速度和體量提出了更高要求，要求網(wǎng)絡(luò)通信方式要進(jìn)行不斷地革新，以適應(yīng)社會(huì)需求。而嵌入式系統(tǒng)是一種現(xiàn)代化的先進(jìn)技術(shù)，在基礎(chǔ)通訊協(xié)議的支持下能夠?qū)崿F(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)的接入。基于此，本文首先分析了基于DSP嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的硬件設(shè)計(jì)，然后分析了基于DSP嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的軟件設(shè)計(jì)。以此來(lái)供相關(guān)人士交流參考。

關(guān)鍵詞：DSP;嵌入式系統(tǒng);通信技術(shù)

引言

在信息化覆蓋面逐漸擴(kuò)大的當(dāng)下，無(wú)論是個(gè)人日常工作生活還是企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)行，都離不開網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的幫助。這也就意味著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)所要面對(duì)的數(shù)據(jù)信息的規(guī)模也比較龐大，這對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展也提出了更高地要求。而嵌入式系統(tǒng)是一種用于監(jiān)控和操作和工機(jī)器的現(xiàn)代化技術(shù)，能夠根據(jù)用戶的需要，使用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)軟件、硬件進(jìn)行相應(yīng)的剪裁，從而提高DSP嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值。

一、基于DSP嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的硬件設(shè)計(jì)

為確保數(shù)據(jù)的接收和傳輸順暢，必須要確保DSP嵌入式系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)合理有效，要根據(jù)不同的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接口來(lái)選取網(wǎng)絡(luò)適配器。首先，要規(guī)劃處硬件設(shè)計(jì)的總方案，選取TMS320F2812芯片供DSP嵌入系統(tǒng)使用。這個(gè)芯片包括四個(gè)模塊，每個(gè)模塊的作用各不相同、又互相關(guān)聯(lián)，主CPU主要用于計(jì)算和處理AD轉(zhuǎn)換的外部設(shè)備信號(hào)，信號(hào)采集部分用于篩選外部信號(hào)，以太網(wǎng)通信接口用于輸送處理好的信號(hào)和接收上機(jī)位的反饋信息，人機(jī)接口則在接收到信息反饋后隨時(shí)展示、查找和改正數(shù)據(jù)，芯片的四部分能夠形成完成的信息處理、傳輸和反饋體系，能夠構(gòu)建起堅(jiān)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)信息基礎(chǔ)。其次是以太網(wǎng)芯片的選擇，要使用有二十四位地址接口的RTL8019AS芯片，該芯片還有十六位數(shù)據(jù)接口，可以承擔(dān)以太網(wǎng)媒介訪問(wèn)層和物理層的功能，達(dá)到Ethernet II、10Bases、IEEE 802.3等多重要求，能夠使用八位和十六位數(shù)據(jù)線，最快能夠達(dá)到10 MBPs，在睡眠模式時(shí)可以有效減少能耗[1]。在控制器里還加載了16K靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信息的緩沖接收和發(fā)送，這樣對(duì)處理器的速率的要求也會(huì)有所下降，能夠有效應(yīng)對(duì)突發(fā)情況，確保信息傳送的效率和質(zhì)量。

二、基于DSP嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的軟件設(shè)計(jì)

（一）對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行初始化

在進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的處理、傳輸和接收之前，要先對(duì)以太網(wǎng)芯片進(jìn)行全面的檢測(cè)，并對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)的初始化，確保以太網(wǎng)芯片保持預(yù)設(shè)的工作狀態(tài)。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行初始化首先要設(shè)置網(wǎng)卡的物理地址，然后要確定緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)起點(diǎn)與結(jié)束的地址，然后要對(duì)中斷屏蔽、配置數(shù)據(jù)、接收與發(fā)送配置、頁(yè)邊界指針等寄存器等進(jìn)行調(diào)試。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行初始化，能夠確保芯片處在最佳的工作狀態(tài)，維持?jǐn)?shù)據(jù)處理和傳輸?shù)男省?/p>

（二）設(shè)計(jì)中斷服務(wù)程序

中斷服務(wù)程序是DSP嵌入式系統(tǒng)獲得各種事件的基礎(chǔ)性手段，其設(shè)計(jì)質(zhì)量直接關(guān)系到系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性指標(biāo)，能夠?qū)?shù)據(jù)接收程序的正常運(yùn)行產(chǎn)生影響，只有中斷服務(wù)程序和數(shù)據(jù)接收程序有效配合，才能保障DSP嵌入式系統(tǒng)的高效工作，因此對(duì)中斷服務(wù)程序進(jìn)行科學(xué)化的設(shè)計(jì)是很有必要的。當(dāng)TMS320F2812芯片接收到網(wǎng)絡(luò)信息首幀數(shù)據(jù)包之后，會(huì)進(jìn)入循環(huán)冗余碼校驗(yàn)的過(guò)程，此時(shí)終端程序的處理效率也會(huì)變快，當(dāng)網(wǎng)卡完成一幀數(shù)據(jù)包的接收之后，會(huì)向DSP系統(tǒng)傳出中斷請(qǐng)求，DSP嵌入式系統(tǒng)收到指令后就會(huì)進(jìn)入中斷服務(wù)程序，并將網(wǎng)卡傳送的數(shù)據(jù)包接收，一旦DSP產(chǎn)生錯(cuò)誤，就會(huì)失去數(shù)據(jù)包，使得中斷請(qǐng)求無(wú)法傳達(dá)到DSP嵌入式系統(tǒng)[2]。

（三）設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)接收程序

當(dāng)主程序?qū)W(wǎng)卡進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，若接收計(jì)數(shù)器的是非零數(shù)值，那接收程序就會(huì)調(diào)到網(wǎng)卡的內(nèi)部緩存之中，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取并傳送至主機(jī)，然后主機(jī)就會(huì)對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。數(shù)據(jù)的接收分為兩部分，第一是利用DMA將數(shù)據(jù)存放到接收緩存中，并對(duì)緩存數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取;第二部分是有緩存接收網(wǎng)卡進(jìn)行存儲(chǔ)，并利用數(shù)據(jù)接收程序來(lái)讀取數(shù)據(jù)，最后將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在內(nèi)存里。

（四）設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)送程序

數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)接收和處理后，還要將其發(fā)送到相應(yīng)的地方，這需要網(wǎng)卡處在發(fā)送狀態(tài)的空擋期才能運(yùn)行，發(fā)送程序的主循環(huán)是由數(shù)個(gè)循環(huán)組成的，每個(gè)單獨(dú)的循環(huán)換可以多發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)包，結(jié)合起來(lái)就能完成數(shù)據(jù)的發(fā)送，這樣能夠有效提升程序發(fā)送數(shù)據(jù)的效率。在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的時(shí)候，要對(duì)數(shù)據(jù)做出封裝，然后本地直接存儲(chǔ)器會(huì)把數(shù)據(jù)發(fā)送到網(wǎng)卡，并存儲(chǔ)在緩沖區(qū)，再由網(wǎng)卡里的本地直接存儲(chǔ)器將數(shù)據(jù)發(fā)送到以太網(wǎng)，完成數(shù)據(jù)的一些列操作。

三、結(jié)束語(yǔ)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科技的迅速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的用戶也在逐漸增多，龐大的用戶群體對(duì)于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的需求是各不相同的，因此網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)所要面對(duì)的數(shù)據(jù)規(guī)模和形式都在增加，只有對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)進(jìn)行不斷地改革創(chuàng)新，才能滿足用戶日益增加的需求。而以嵌入式系統(tǒng)為基礎(chǔ)的DSP技術(shù)對(duì)以往的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸模式進(jìn)行了革新和升級(jí)，提升了網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的實(shí)用性和效率，能夠更加方便用戶的使用，改善用戶的使用體驗(yàn)，對(duì)信息化時(shí)代的進(jìn)一步發(fā)展也有直接的推動(dòng)作用。

參考文獻(xiàn)

[1]劉一萱.基于DSP嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)應(yīng)用[J].科學(xué)與財(cái)富，2017（15）：133-133.

[2]劉靜.基于DSP的網(wǎng)絡(luò)式數(shù)字信號(hào)發(fā)生器的研究[J].數(shù)字通信世界，2018，No.164（08）：253.