MSP430上实现tcpip协议栈.docx

TCP/IP 协议栈在 MSP430 单片机上的实现 TCP/IP 协议栈在 MSP430 单片机上的实现引言随着信息技术的不断发展,以及人们对日常生活舒适度、方便度要求的提高, 信息家电、智能仪表等产品越来越频繁的出现在我们的生活当中;人们也越来越热衷于把家电、仪表等设备连接到 中,从而可以方便、及时的对它们进行远程察看、远程控制。把这些设备接入 ,就需要考虑 TCP/IP 网络协议的实现。 MSP430 系列单片机是由 TI公司开发的 16 位单片机,其突出特点是超低功耗,非常适合于各种功率要求比较低的场合,该系列已经应用在智能仪表、医疗设备和保安系统等方面。本文给出了在 MSP430F149 硬件平台上移植 TCP/IP 协议的方案,实现了终端设备到 的接入。嵌入式 TCP/IP 协议栈 uIP TCP/IP 是一个协议族,它是一个四层网络协议模型,分别包含应用层、传输层、网络层、网络接口层。应用层定义清晰的会话过程,平常所用的协议如 HTTP 、 FTP 、 SMTP 、 等都属于应用层。传输层提供端对端的通信,该层协议有传输控制协议(TCP) 和用户数据协议(UDP) 。网络层负责数据打包和逻辑寻址,这一层的协议有 IP、 ICMP 、 ARP 等协议。网络接口层负责在源和目的节点间的线路上进行无差错的传送数据,并且具有流量控制等功能。在嵌入式系统中,应用 TCP/IP 协议是主要为了完成数据采集和数据传输, 不需要实现网页浏览、文件传输等功能,同时, MSP430 芯片也没有足够的空间资源实现所有的 TCP/IP 协议,所以在本文的方案中,采用了 UIP TCP/IP 栈。它是瑞士计算机科学院的 Adam Dunkels 等开发的一种免费公开源代码的小型 TCP/IP 协议栈,它专门为 8位和 16 位 MCU 编写。 uIP 代码的大小和 RA M 的需求比其它一般的 TCP/IP 栈要小得多。 UIP 实现了 TCP/IP 协议组的四个基本协议: ARP( 地址解析协议), IP( 网际协议), ICMP( 因特网信息控制协议)和 TCP( 传输控制协议)。链路层协议例如 PPP 等可以由 UIP 下面的设备驱动实现;应用层协议例如 HTTP 、 FTP 、 SMTP 、 等可以由 uIP 之上的应用程序实现。 ARP 协议 ARP 协议把目标 IP地址解析为相应的以太网 MAC 地址。当一个 IP包要在以太网上发出时,先查询 ARP 表,找出包要发送去的 MAC 地址。如果在表里找不到对应的 IP地址,就会广播 ARP 请求包,以获取给出 IP地址所对应的 MAC 地址。目的主机收到请求包后发出一个 ARP 回应包,给出自己的 MAC 地址和 IP地址。当 ARP 表中没有对应的地址条目时,就会发送 ARP 请求包时,同时该请求包会覆盖掉发出请求的 IP包,以节省储存器。 ARP 表每十秒更新一次。 IP协议 UIP 的 IP协议主要负责验证输入包的 IP头的正确性,以及在 ICMP 和 TCP 之间复用数据包。 IP层没有实现数据包的分段和重组,从而代码得到极大的简化。 ICMP 协议 ICMP 中 echo 和 echo reply 信息常常用在 ping 程序里,以检查目的主机能否连通。在 uIP 只实现 echo 。在处理收