基于Nios软核CPU的uC/OS-II和LwIP移植 03 结构体, 以太网, Logic, 程序, 接口

samwalton

4 网络设备驱动程序
　　
        我们采用的网络芯片为Cirrus Logic公司的CS8900芯片。LwIP的网络驱动有一定的模型，/src/netif/ethernetif.c文件即为驱动的模板，用户为自己的网络设备实现驱动时应参照此模板。在LwIP中可以有多个网络接口，每个网络接口都对应了一个netif结构，该结构体包含了相应网络接口的属性、收发函数。LwIP调用netif的函数netif->input()及netif->output()进行以太网packet的收、发等操作。在驱动中主要做的就是实现网络接口的收、发、初始化以及中断处理函数。
       void ethernetif_init(struct netif *netif) //网卡初始化函数
       void ethernetif_input(struct netif *netif) //网卡接收函数
       err_t ethernetif_output(struct netif *netif,struct pbuf *p,struct ip_addr *ipaddr) //网卡发送函数
       void ethernetif_isr(void)；//网卡中断处理函数
       5 测试
　　
        完成上面的移植修改工作后，就可以在uC/OS-II中初始化LwIP，并创建TCP或UDP任务进行测试了。这部分是用c语言实现的。关键部分的代码和说明如下：
main(){
OSInit()；
OSTaskCreate(lwip_init_task,&task1_data,&lwip_init_stk[TASK_STK_SIZE-1],0)；
OSTaskCreate(user_task,&task2_data,&user_stk[TASK_STK_SIZE-1],1)；
OSStart()；
}
　　主程序中，创建了Lwip_init_task初始化LwIP任务(优先级0)和user_task用户任务(优先级1)。lwip_init_task任务中除了初始化硬件时钟和LwIP之外，还创建了tcpip_thread(优先级3)和tcpecho_thread(优先级4)。实际上tcpip_thread才是LwIP的主线程，多线程的Berkley API也是基于这个线程实现的，即上面的tcpecho_thread线程也要依靠tcpip_thread线程来与外界通信。tcpecho_thread是一个TCP echo服务，监听7号端口。程序框架如下：
void tcpecho_thread(void arg){
conn = netconn_new(NETCONN_TCP)； //建立新的连接
netconn_bind(conn,NULL,7)； //绑定到7号端口
netconn_listen(conn)； //监听7号端口
while(1){
newconn = netconn_accept(conn)； //接收外部连接
bur=netconn_recv(newconn) //获取数据
…… //处理数据
netconn_write(newconn,data,len,NETCONN_COPY)；//发送数据
netconn_delete(newconn)；//释放本次连接
}
}
　　编译下载运行，用ping ip地址命令可以得到ICMP reply响应，用telnet ip地址7(登录7号端口)命令可以看到echo server的回显效果。说明ARP、IP、ICMP、TCP协议都已正确运行。
         6 结论
　　
         本文提出了在Nios软核CPU上移植嵌入式实时操作系统uC/OS-II，并且在uC/OS-II上移植LwIP，以构建嵌入式网络开发平台。在该网络平台的设计中，一方面，由于采用Nios软核CPU，而Nios开发软件SOPC Builder开发环境的完备功能使得硬件设计简单而快捷；另一方面，由于uC/OS-II和LwIP都是开放源代码的，并且在设计时就已经考虑了移植问题，因此使得移植很方便。通过测试，证明这种方案切实可行。