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PC104计算机网络通讯系统设计与研究

2008.04.21阅读 5204

  摘要:本文介绍了基于DOS操作系统下嵌入式PC104计算机的UDP网络通讯的实现基理,重点提出了如何解决不可靠的、非面向连接的UDP通讯丢帧问题。给出了实际某火控系统中UDP网络通讯的硬件设计和部分软件代码、相关流程图。

  关键词:DOS;嵌入式PC104计算机;TCP;UDP;SOCKET;丢帧

  1.引言

  随着互联网技术的飞速发展以及系统工程中对嵌入式计算机的体积、功耗、硬件开销等方面要求的加强,嵌入式计算机不仅仅要实现单一的串行数据的传输控制工程网版权所有,还要实现网络通讯。特别DOS操作系统以其内核小、操作简单、技术成熟等优点使其在嵌入式操作系统领域占有重要的地位。但是,DOS操作系统没有Windows操作系统中Winsock样的API,使得网络通讯的开发工作量及难度相对较大CONTROL ENGINEERING China版权所有,下面介绍某火控系统中基于DOS操作系统的UDP网络通讯软、硬件系统设计,并在保证UDP通讯快速交付、传输等优点的同时www.cechina.cn,又针对UDP网络通讯系统的不可靠性做了必要防护设计,很好的克服了UDP网络通讯中的丢帧、误码这一实际工程难题。

  2.网络通讯系统的硬件组成

PC104计算机网络通讯系统设计与研究如图

  型号为SCM/SDXa的

PC104采用增强型的80486处理器做CPU,板上包含了所有的PC/AT兼容的DMA控制器、中断控制器及定时器,ROM-BIOS,32M字节的DRAM及键盘、喇叭接口;在板的外部接口包括两个串行口、并口、IDE接口、软盘接口、CRT接口、平板显示接口、重要的是与NE2000兼容的RTL8019网络接口。该款PC104做为硬件PCB电路设计的主要核心部件。ST16C554的四串口卡实现串行通讯,isp1032E门电路作为各个分系统的同步基准信号源,8255A并口电路来控制响应外部按键。系统编译软件采用的是Borland C++。

  3.非面向连接的UDP数据报套接字网络通讯

  在UDP网络应用中,首先要调用Socket建立套接字,然后用bind绑定本地地址、与端口。与面向连接的TCP流式套接字不同的是它不需要侦听和建立连接,此时通过调用Recvfrom()和sendto()函数就可以进行数据读写了CONTROL ENGINEERING China版权所有,客户端与此相同。

PC104计算机网络通讯系统设计与研究如图

  图2  UDP数据报套接字调用过程图

  4.DOS下的UDP网络通讯设计

  4.1网卡驱动

  型号为SCM/SDXa 的PC104内嵌的网卡为RTL8019网络接口芯片,首先要运行RSET8019.exe来设置网卡数。主要设置网卡的中断号为中断15,基地址为320H(根据不同款的PC104,进行不同的设置)。然后需要运行NE2000.COM来安装网卡的底层信息包驱动。需要设置网卡的软中断为0x62.软中断可以在60H到70H之间的任何数。 运行格式如下NE2000 0x62 15 0x320; 最后需要在autoexec.bat里设置:ne2000  0x62 15 0x320。

  4.2 UDP网络通讯工程模型建立

  需要在Borland C++下建立工程文件,工程文件中要加入DSOCK.LIB和dsock.h。DSOCK.LIB是DOS 模式下的Dsock库的支持文件,它是把网络通讯底层驱动文件和应用层C编译文件连接的桥梁。dsock.h是支持Dsock的C语言的头文件。还要在工程文件夹下根据不同工程要求修改DSOCK.CFG文件。

  DSOCK.CFG文件修改如下:

  ip=192.21.209.61

  netmask=255.255.255.0

  4.3 UDP网络通讯特点及防丢帧设计与研究

  UDP协议的网络通讯是非面向连接的、不可靠的,但是UDP协议在某些方面有其特殊的优点:发送数据之前不需要建立连接,减少了开销和发送数据之前的时延;不使用拥塞控制,也不保证可靠交付,主机不需要维持具有许多参数的、复杂的连接状态表;用户数据报只有8个字节的首部开销,要比TCP的20个字节的首部要短;由于UDP没有拥塞控制,网络出现的拥塞不会使主机的发送速率降低。

  为了克服UDP通讯的不可靠性可以通过软件做类似像TCP"握手"一样的通讯过程控制工程网版权所有,但是这样便大大折扣了UDP通讯的优点,增加了开销和延时。为了即保证UDP的交付、通讯的快速性又要避免UDP通讯的不可靠性,在控制软件中做了以下设计。

  1.    在传输的每一帧中,我们规定报头信息状态字包含了报头单元序号,即与本地端口号唯一对应的报头单元序号。例如:在信源(information origin)规定了报头单元序号为0x7d对应的端口号为1600,网络连通后,信宿(information end-result)判断接收的数据报头单元序号是否为0x7d,是则表示接收来自端口号为

标签:网络通讯,
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