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一种双MCU结构的嵌入式Internet接入服务器

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

摘要:针对某些单MCU结构的嵌入式Internet服务器性能价格比低且灵活性差的问题,提出了一种双MCU结构的嵌入式Internet接入服务器(DMCUEIAS)。它使嵌入式Internet的用户交互和设备控制分离,用户通过Internet不仅可以监视和控制现场设备,而且利用RAC可以将任务下载到现场;解决了低端单MCU处理能力低高端MCU成本高的矛盾,并能够灵活地实现现场控制程序的功能扩展和升级。
  关键词:双MCU结构嵌入式InternetRAC嵌入式TCP/IP协议栈
  
  嵌入式Internet[1]是指借助于Internet监视和控制工厂的机器、通信设备、数据采集系统、过程控制系统、医疗设备、机顶盒、车辆控制器、办公机械、个人数字助理(PDA)和其它设备。随着Internet/Intranet的迅猛发展,将Internet延伸到8位、16位、32位单片机,实现基于Internet的远程数据采集、远程控制、自动报警、上传/下载数据文件、自动发送EMALL等功能已经成为嵌入式系统发展的必然趋势。就嵌入式Internet系统而言,实现Internet通信协议及其服务,同时还要控制现场设备将占用大量资源,而嵌入式Internet系统中大量存在的是8位和16位MCU,这些系统在某些环境下实现上述功能将十分困难[2]。如果采用32位或64位的处理器,无疑会增加成本。为此,本文提出了一种双MCU结构的嵌入式Internet接入服务器DMCUEIAS。其中一个MCU作为Internet服务器与用户交互(称作InetMCU),它支持TCP/IP协议栈并运行Internet服务程序,形成一个用户可以通过浏览器进行交互的服务器;另一个MCU专门用作设备服务器(称作DevMCU)控制多个设备。InetMCU和DevMCU通过RAC协议实现通信,完成现场设备的控制。这样可以提高性能价格比,具有操作简便、功能易扩展等特点。
  
  1硬件结构
  
  双MCU结构的嵌入式Internet接入服务器DMCUEIAS采用ATMEL公司生产的AT90S8515微控制器作为InetMCU,采用AT89S53作为DevMCU,系统体系结构如图1。其中,DevMCU拥有12K字节的Flash程序存储器,256字节的片内RAM,3个可预分频的16位定时储器,256字节的片内RAM,3个可预分频的16位定时器、计数器,32位I/O口和一个内置的全双工UART;InetMCU拥有8K字节的Flash程序存储器,512字节的片内EEPROM,512字节的片内RAM,1个可预分频的8位定时器、计数器,1个可预分频、具有比较、捕捉和8/9/10位PWM功能的16位定时器和计数器,用于程序下载的SPI口,32位I/O和一个内置的全双工UART。InetMCU的时钟频率是8MHz,可以高速地通过ISA口传递数据(约2Mbps)。通过一个时钟周期内执行一条指令,InetMCU可以取得近1MIPS/MHz的性能。通过在单一芯片内将一个增强性的8位RISCCPU与可下载的Flash结合,使它非常适合多种嵌入式应用要求,具有高度灵活性和低成本的特点。DMCUEISA的以太网控制器采用台湾Realtek公司的RTL8019AS(10Mbps)。其采用全双工通信方式,使帧的发送与接收能够在一条通信线路上同时进行。使信道的带宽增加一倍,实现了基于IEEE802.3协议标准的MAC层(MediaAccessControlLay

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