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一種雙MCU結(jié)構(gòu)的嵌入式Internet接入服務(wù)器
摘要：針對某些單MCU結(jié)構(gòu)的嵌入式Internet服務(wù)器性能價(jià)格比低且靈活性差的問題，提出了一種雙MCU結(jié)構(gòu)的嵌入式Internet接入服務(wù)器（DMCUEIAS）。它使嵌入式Internet的用戶交互和設(shè)備控制分離，用戶通過Internet不僅可以監(jiān)視和控制現(xiàn)場設(shè)備，而且利用RAC可以將任務(wù)下載到現(xiàn)場；解決了低端單MCU處理能力低高端MCU成本高的矛盾，并能夠靈活地實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場控制程序的功能擴(kuò)展和升級。關(guān)鍵詞：雙MCU結(jié)構(gòu) 嵌入式Internet RAC 嵌入式TCP/IP協(xié)議棧
嵌入式Internet[1]是指借助于Internet監(jiān)視和控制工廠的機(jī)器、通信設(shè)備、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、過程控制系統(tǒng)、醫(yī)療設(shè)備、機(jī)頂盒、車輛控制器、辦公機(jī)械、個(gè)人數(shù)字助理（PDA）和其它設(shè)備。隨著Internet/Intranet的迅猛發(fā)展，將Internet延伸到8位、16位、32位單片機(jī)，實(shí)現(xiàn)基于Internet的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程控制、自動(dòng)報(bào)警、上傳/下載數(shù)據(jù)文件、自動(dòng)發(fā)送EMALL等功能已經(jīng)成為嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。就嵌入式Internet系統(tǒng)而言，實(shí)現(xiàn)Internet通信協(xié)議及其服務(wù)，同時(shí)還要控制現(xiàn)場設(shè)備將占用大量資源，而嵌入式Internet系統(tǒng)中大量存在的是8位和16位MCU，這些系統(tǒng)在某些環(huán)境下實(shí)現(xiàn)上述功能將十分困難[2]。如果采用32位或64位的處理器，無疑會(huì)增加成本。為此，本文提出了一種雙MCU結(jié)構(gòu)的嵌入式Internet接入服務(wù)器DMCUEIAS。其中一個(gè)MCU作為Internet服務(wù)器與用戶交互（稱作InetMCU），它支持TCP/IP協(xié)議棧并運(yùn)行Internet服務(wù)程序，形成一個(gè)用戶可以通過瀏覽器進(jìn)行交互的服務(wù)器；另一個(gè)MCU專門用作設(shè)備服務(wù)器（稱作DevMCU）控制多個(gè)設(shè)備。InetMCU和DevMCU通過RAC協(xié)議實(shí)現(xiàn)通信，完成現(xiàn)場設(shè)備的控制。這樣可以提高性能價(jià)格比，具有操作簡便、功能易擴(kuò)展等特點(diǎn)。
1 硬件結(jié)構(gòu)
雙MCU結(jié)構(gòu)的嵌入式Internet接入服務(wù)器DMCUEIAS采用ATMEL公司生產(chǎn)的AT90S8515微控制器作為InetMCU，采用AT89S53作為DevMCU，系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)如圖1。其中，DevMCU擁有12K字節(jié)的Flash程序存儲(chǔ)器，256字節(jié)的片內(nèi)RAM，3個(gè)可預(yù)分頻的16位定時(shí)儲(chǔ)器，256字節(jié)的片內(nèi)RAM，3個(gè)可預(yù)分頻的16位定時(shí)器、計(jì)數(shù)器，32位I/O口和一個(gè)內(nèi)置的全雙工UART；InetMCU擁有8K字節(jié)的Flash程序存儲(chǔ)器，512字節(jié)的片內(nèi)EEPROM，512字節(jié)的片內(nèi)RAM，1個(gè)可預(yù)分頻的8位定時(shí)器、計(jì)數(shù)器，1個(gè)可預(yù)分頻、具有比較、捕捉和8/9/10位PWM功能的16位定時(shí)器和計(jì)數(shù)器，用于程序下載的SPI口，32位I/O和一個(gè)內(nèi)置的全雙工UART。InetMCU的時(shí)鐘頻率是8MHz，可以高速地通過ISA口傳遞數(shù)據(jù)（約2Mbps）。通過一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)執(zhí)行一條指令，InetMCU可以取得近1MIPS/MHz的性能。通過在單一芯片內(nèi)將一個(gè)增強(qiáng)性的8位RISC CPU與可下載的Flash結(jié)合，使它非常適合多種嵌入式應(yīng)用要求，具有高度靈活性和低成本的特點(diǎn)。DMCUEISA的以太網(wǎng)控制器采用臺灣Realtek公司的RTL8019AS（10Mbps）。其采用全雙工通信方式，使幀的發(fā)送與接收能夠在一條通信線路上同時(shí)進(jìn)行。使信道的帶寬增加一倍，實(shí)現(xiàn)了基于IEEE802.3協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的
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