嵌入式常用接口協(xié)議

接口協(xié)議（Interface protocol）指的是需要進(jìn)行信息交換的接口間需要遵從的通信方式和要求。接口協(xié)議的種類非常多。接口協(xié)議不僅要規(guī)定物理層的通信，還需要規(guī)定語(yǔ)法層和語(yǔ)義層的要求。

一個(gè)嵌入式系統(tǒng)裝置一般都由嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和執(zhí)行裝置組成，嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是整個(gè)嵌入式系統(tǒng)的核心，由硬件層、中間層、系統(tǒng)軟件層和應(yīng)用軟件層組成。執(zhí)行裝置也稱為被控對(duì)象，它可以接受嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)出的控制命令，執(zhí)行所規(guī)定的操作或任務(wù)。執(zhí)行裝置可以很簡(jiǎn)單，如手機(jī)上的一個(gè)微小型的電機(jī)，當(dāng)手機(jī)處于震動(dòng)接收狀態(tài)時(shí)打開；也可以很復(fù)雜，如SONY 智能機(jī)器狗，上面集成了多個(gè)微小型控制電機(jī)和多種傳感器，從而可以執(zhí)行各種復(fù)雜的動(dòng)作和感受各種狀態(tài)信息。

硬件層中包含嵌入式微處理器、存儲(chǔ)器（SDRAM、ROM、Flash等）、通用設(shè)備接口和I/O接口（A/D、D/A、I/O等）。在一片嵌入式處理器基礎(chǔ)上添加電源電路、時(shí)鐘電路和存儲(chǔ)器電路，就構(gòu)成了一個(gè)嵌入式核心控制模塊。其中操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序都可以固化在ROM中。

嵌入式常用接口協(xié)議

1、BSD TCP/IP協(xié)議棧

BSD棧歷史上是其他商業(yè)棧的起點(diǎn)，大多數(shù)專業(yè)TCP/IP棧（VxWorks內(nèi)嵌的TCP/IP棧）是BSD棧派生的。這是因?yàn)锽SD棧在BSD許可協(xié)議下提供了這些專業(yè)棧的雛形，BSD許用證允許BSD棧以修改或未修改的形式結(jié)合這些專業(yè)棧的代碼而無(wú)須向創(chuàng)建者付版稅。同時(shí)，BSD也是許多TCP/IP協(xié)議中的創(chuàng)新（如廣域網(wǎng)中餓擁塞控制和避免）的開始點(diǎn)。

2、uC/IP

uC/IP是由Guy Lancaster編寫的一套基于uC/OS且開放源碼的TCP/IP協(xié)議棧，亦可移植到其它操作系統(tǒng)，是一套完全免費(fèi)的、可供研究的TCP/IP協(xié)議棧，uC/IP大部分源碼是從公開源碼BSD發(fā)布站點(diǎn)和KA9Q（一個(gè)基于DOS單任務(wù)環(huán)境運(yùn)行的TCP/IP協(xié)議棧）移植過來。uC/IP具有如下一些特點(diǎn)：帶身份驗(yàn)證和報(bào)頭壓縮支持的PPP協(xié)議，優(yōu)化的單一請(qǐng)求/回復(fù)交互過程，支持IP/TCP/UDP協(xié)議，可實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)功能較為強(qiáng)大，并可裁減。UCIP協(xié)議棧被設(shè)計(jì)為一個(gè)帶最小化用戶接口及可應(yīng)用串行鏈路網(wǎng)絡(luò)模塊。根據(jù)采用CPU、編譯器和系統(tǒng)所需實(shí)現(xiàn)協(xié)議的多少，協(xié)議棧需要的代碼容量空間在30-60KB之間。http://ucip.sourceforge.net

3、LwIP

LwIP是瑞士計(jì)算機(jī)科學(xué)院（Swedish Institute of Computer Science）的Adam Dunkels等開發(fā)的一套用于嵌入式系統(tǒng)的開放源代碼TCP/IP協(xié)議棧。LwIP的含義是Light Weight（輕型）IP協(xié)議，相對(duì)于uip。LwIP可以移植到操作系統(tǒng)上，也可以在無(wú)操作系統(tǒng)的情況下獨(dú)立運(yùn)行。LwIP TCP/IP實(shí)現(xiàn)的重點(diǎn)是在保持TCP協(xié)議主要功能的基礎(chǔ)上減少對(duì)RAM的占用，一般它只需要幾十K的RAM和40K左右的ROM就可以運(yùn)行，這使LwIP協(xié)議棧適合在低端嵌入式系統(tǒng)中使用。LwIP的特性如下：支持多網(wǎng)絡(luò)接口下的IP轉(zhuǎn)發(fā)，支持ICMP協(xié)議 ，包括實(shí)驗(yàn)性擴(kuò)展的的UDP（用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議），包括阻塞控制，RTT估算和快速恢復(fù)和快速轉(zhuǎn)發(fā)的TCP（傳輸控制協(xié)議），提供專門的內(nèi)部回調(diào)接口（Raw API）用于提高應(yīng)用程序性能，并提供了可選擇的Berkeley接口API。http://www.sics.se/~adam/lwip/或http://savannah.nongnu.org/projects/lwip/

4、uIP

uIP是專門為8位和16位控制器設(shè)計(jì)的一個(gè)非常小的TCP/IP棧。完全用C編寫，因此可移植到各種不同的結(jié)構(gòu)和操作系統(tǒng)上，一個(gè)編譯過的?？梢栽趲譑B ROM或幾百字節(jié)RAM中運(yùn)行。uIP中還包括一個(gè)HTTP服務(wù)器作為服務(wù)內(nèi)容。許可：BSD許用證http://www.sics.se/~adam/uip/

5、TinyTcp

TinyTcp 棧是TCP/IP的一個(gè)非常小和簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)，它包括一個(gè)FTP客戶。TinyTcp是為了燒入ROM設(shè)計(jì)的并且現(xiàn)在開始對(duì)大端結(jié)構(gòu)似乎是有用的（初始目標(biāo)是68000芯片）。TinyTcp也包括一個(gè)簡(jiǎn)單的以太網(wǎng)驅(qū)動(dòng)器用于3COM多總線卡http://ftp.ecs.soton.ac.uk/pub/elks/utils/tiny-tcp.txt

選擇一個(gè)開源協(xié)議棧可以從四個(gè)方面來考慮：

一個(gè)是是否提供易用的底層硬件API，即與硬件平臺(tái)的無(wú)關(guān)性；一個(gè)是與操作系統(tǒng)的內(nèi)核API。協(xié)議棧需要調(diào)用的系統(tǒng)函數(shù)接口是否容易構(gòu)造，另一個(gè)對(duì)于應(yīng)用支持程度。最關(guān)鍵的是占用的系統(tǒng)資源是否在可接受范圍內(nèi)，有裁減優(yōu)化的空間否？ 其中，BSD ?？赏暾麑?shí)現(xiàn)TCP/IP協(xié)議，但代碼龐大，70KB-150KB之間，裁減優(yōu)化有難度，uIP和TinyTcp代碼容量小巧，實(shí)現(xiàn)功能精簡(jiǎn)，限制了在一些較高要求場(chǎng)合下的應(yīng)用，如可*性與大容量數(shù)據(jù)傳輸。LwIP和uC/IP是同量級(jí)別的兩個(gè)開源協(xié)議棧，兩者代碼容量和實(shí)現(xiàn)功能相似，LwIP沒有操作系統(tǒng)針對(duì)性，它將協(xié)議棧與平臺(tái)相關(guān)的代碼抽象出來，用戶如果要移植到自己的系統(tǒng)，需要完成該部分代碼的封裝，并為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用支持提供了API接口的可選性。

uC/IP協(xié)議最初是針對(duì)uC/OS設(shè)計(jì)，為方便用戶移植實(shí)現(xiàn)，同樣也抽象了協(xié)議棧與平臺(tái)相關(guān)代碼，但是協(xié)議棧所需調(diào)用的系統(tǒng)函數(shù)大多參照uC/OS內(nèi)核函數(shù)原型設(shè)計(jì)，并提供了協(xié)議棧的測(cè)試函數(shù)，方便用戶參考，其不足在于該協(xié)議棧對(duì)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用支持不足。 根據(jù)以上分析，從應(yīng)用和開發(fā)的角度看，似乎LWIP更得到了網(wǎng)上很多朋友使用的青睞；uC/IP在文檔支持與軟件升級(jí)管理上有很多不足，但是它最初是針對(duì)UC/OS而設(shè)計(jì)，如果選用UC/OS作為軟件基礎(chǔ)的話，在系統(tǒng)函數(shù)構(gòu)造方面有優(yōu)勢(shì)。當(dāng)然你選擇其他操作系統(tǒng)的話，可參照OS_NULL文件夾下的文件修改。

以上的這些開源協(xié)議棧也并非免費(fèi)，拿來就可以用，據(jù)我所知，UC/OS的母公司推出UC/OS-TCP/IP花了6人*2年的工作量，國(guó)內(nèi)某公司使用LWIP作為移植的參照，花了4-5人*2年的工作量來測(cè)試與優(yōu)化協(xié)議，使用商用TCP/IP棧的高費(fèi)用就不足為奇了。 作為廣大的愛好者學(xué)習(xí)而言，如果只是跑跑原型，實(shí)驗(yàn)一下效果，以上的幾種開源協(xié)議棧都提供了測(cè)試的例子，應(yīng)該是不錯(cuò)的選擇。個(gè)人的看法：LWIP可優(yōu)先考慮，至少網(wǎng)上有很多的人一塊研究，