嵌入式系统中网络接口模块的研究与开发

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近年来,各种嵌入式系统蓬勃发展,在通信,航空航天,医疗,消费类电子产品等领域得到广泛的应用;而世界已经进入了Internet时代,大量的嵌入式系统需要接口接入互联网进行通信互连,网络接口模块已经成为现代嵌入式设备不可缺少的重要组成部分。所谓嵌入式设备的网络接口,是指把相关网络技术,包括精简后的硬件,固件,协议栈和应用程序形成模块直接扩展到嵌入式系统,使之具有与Internet/ Intranet直接联网的能力。由于嵌入式系统必须高效率地设计,如何在较少的软硬件资源中实现一个甚至多个网络接口,并且满足嵌入式网络对实时性,可靠性,兼容性,通信效率,介质支持,实现难度和开放性的要求是一个很有意义的研究课题。而目前在嵌入式网络接口模块的实现过程中,还存在供电困难,模块间切换复杂,同时通话与上网不兼容,网络质量低等问题有待研究和解决。本文结合在多个课题中的开发调试经验,比较了GPRS(通用分组无线服务)接入技术,CDMA(码分多址)接入技术和嵌入式以太网接口的应用特点,并研究了在Linux操作系统下的详细解决方案。具体包括:基于MC35I模块的GPRS拨号上网接口和基于Q2358C模块的CDMA1X拨号上网接口的实现;基于PCMCIA/CF标准的以太网通信接口的实现。在此基础上,对整体软硬件设计进行优化,分析了理论和实际中存在的问题,并给出具有通用性的解决方案,其结果可适用于各种有网络接口需求的嵌入式系统中。
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