本文從硬件設計、軟件架構(gòu)設計和采用狀態(tài)機設計的熱插拔網(wǎng)絡處理任務三個方面描述了一種基于LwIP的熱插拔網(wǎng)絡嵌入式設計與實現(xiàn)。網(wǎng)絡處理任務通過查詢連接狀態(tài)的方式,采用狀態(tài)機設計了熱插拔網(wǎng)絡子任務,實現(xiàn)了動態(tài)申請和釋放內(nèi)存,并在確保網(wǎng)絡可靠連接下進行UDP通信,同時提出了兩種軟件優(yōu)化方式,減少斷線重連等待對后臺系統(tǒng)任務輪詢的占用。 

【文章來源】：單片機與嵌入式系統(tǒng)應用. 2020,20(04)

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

硬件設計框圖

在前臺程序中則通過中斷方式完成對異步事件的實時響應。前臺系統(tǒng)設計時將數(shù)據(jù)量較大且含有設備信號參數(shù)的網(wǎng)絡中斷設計為最高的搶占優(yōu)先級和響應優(yōu)先級，將用于分機內(nèi)部模塊之間通信的串口中斷為次之的搶占優(yōu)先級和響應優(yōu)先級，而將定時器中斷作為LwIP計時時鐘及內(nèi)部定時時鐘，設計為最低的搶占優(yōu)先級和響應優(yōu)先級。前后臺系統(tǒng)處理流程如圖2所示。3 熱插拔網(wǎng)絡處理任務設計

熱插拔網(wǎng)絡狀態(tài)機通過將“內(nèi)存申請”狀態(tài)和“網(wǎng)絡重連”狀態(tài)設計為兩個子任務，避免了內(nèi)存的重復申請。而在內(nèi)存釋放狀態(tài)下，則逆向地對LwIP初始化時注冊的函數(shù)及申請的空間進行釋放，以實現(xiàn)“純凈”的熱插拔網(wǎng)絡設計。首先調(diào)用sys＿untimeout（）函數(shù)以注銷超時鏈表，再調(diào)用netif＿remove（）以注銷網(wǎng)卡，該函數(shù)將禁用網(wǎng)卡并將當前網(wǎng)卡從網(wǎng)卡鏈表中注銷，最后再調(diào)用lwip＿comm＿mem＿free（）和ETH＿Mem＿Free（）以分別徹底地釋放當前網(wǎng)卡下LwIP初始化時所申請的LwIP內(nèi)核空間及DMA空間。在網(wǎng)絡重連狀態(tài)下，將復位并重新配置MAC接口及PHY芯片，并查詢PHY芯片的連接狀態(tài)以嘗試重連。在正常連接及內(nèi)存釋放狀態(tài)下，均將輪詢處理UDP任務。網(wǎng)絡連接成功后UDP處理任務首先完成創(chuàng)建UDP控制塊、連接至遠端IP和端口、綁定本地IP和端口、注冊接收回調(diào)函數(shù)等初始化工作，隨后在確保網(wǎng)絡穩(wěn)定連接狀態(tài)下對UDP通信進行輪詢處理，而在網(wǎng)絡斷開連接或是初始化失敗情況下，UDP處理任務將釋放UDP初始化時所申請的內(nèi)存空間并斷開連接。采用狀態(tài)機設計的熱插拔網(wǎng)絡處理任務C語言實現(xiàn)代碼如下：圖4 熱插拔網(wǎng)絡的狀態(tài)機設計

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3344860