流量计网络化的体系结构及实现

 1 抽象模型 　　网络化是电工电子、计算机硬件软件以及网络、通讯等多方面技能的有机组合体，构造对比复杂，多选用体系构造来表示其整体结构和体系特色。网络化仪器的体系构造，包括根本网络体系硬件、运用软件和各种协议。网络化仪器体系构造是一个简单模型，该模型将网络化仪器划分红若干逻辑层，可更实质的反映网络化仪器具有的信息收集、存储、传输和剖析处理的原理特征。 　　

首先是硬件层，首要指远端传感器信号收集单元，包括微处理器体系、信号收集体系、硬件协议变换和数据流传输操控体系。硬件层功用的完结得益于嵌入式体系的技能进步和这些年大规模集成电路技能的发展，硬件协议变换和数据流传输操控依托FPGA/CPLD完结。 　　

另一个逻辑层是嵌入式操作体系内核，该层的首要功用是供给一个操控信号收集和数据流传输的渠道。该渠道的前端模块单元的首要资本有处理器、存储器、信号收集单元和信息；首要功用是合理分配、操控处理器，操控信号的收集单元以使其正常作业，并确保数据流的有用传输。该逻辑层首要由链路层、网络层、传输层和接口等构成。依据运用的不一样，本层的详细完结方法也许不一样，且可在必定程序上简化。 　　

2 外围硬件规划方案 　　Internet或以太网通讯的硬件规划方案有两个。 　　

（1） 以专用CPU作为操控器，运用C言语编程完结TCP/IP通讯。长处是：专用CPU的处理才能较强，便于完结测验仪器的其它功用。缺陷是本钱略高，硬件略复杂。 　　

（2） 运用51系列单片机作为操控器的CPU，不选用嵌入式操作体系，直接运用C51编程，完结数据链路层协议和TCP/IP协议。长处是硬件对比简单，报价低。缺陷是软件作业量大，难度也大。网络化仪器的根本构造以单片机为中心、选用RTL8019以太网接口芯片为网络仪器接口所构成的。

　　3 协议和规划 　　体系进行初始化操作，首要是对网络接口芯片进行装备。装备完后，体系处于等候状态，直到客户方有数据发送过来。数据的接收是经过网络接口芯片完结的，它能够对网络上的物理帧进行*滤。当一个以太网站点的信息帧被发送到同享的信号信道或介质时，所有与信道相连的以太网接口都读入该帧，并且检查该帧的第一个48bit地址字段，其间包括有意图地址。各个接口把帧的意图地址与自个的48bit地址进行对比。

假如该地址与帧的意图地址一样，则该以太网站点将持续读入整个帧，并将它送给计算机正在运转的上层网络软件。上层网络软件读入帧的类型字段，判断这个信息帧是ARP包仍是IP包，然后再交给不一样的协议栈处理。当别的的网络接口发现意图地址与它们的地址不一样时，就会中止读入该帧。 　　

发送数据时，将待发送的数据按帧格式封装，经过长途DMA通道送到RTL8019AS中的发送缓冲区，然后宣布传送指令，完结帧的发送。需求设置以太网意图地址、以太网源地址、协议类型，再按所设置的协议类型来设置数据段。

以后发动长途DMA，数据写入RTL8019AS的RAM，再发动本地DMA，将数据发送到网上。RTL8019AS无法将数据包经过DMA通道一次存入FIFO，则在构成一个新的数据包之前必须先等候前一数据包发送完结。为进步发送功率，规划将12页的发送缓存区分为两个6页的发送缓冲区，一个用于数据包发送，另一个用于构造端的数据包，替换运用。

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