网络通信中嵌入式TCP/IP协议单片机技术研究

2022-11-27吴凯

通信电源技术 2022年8期

吴凯

（南京国电南自电网自动化有限公司，江苏南京 210000）

0 引言

随着互联网技术的不断发展和进步，嵌入式传输控制协议/网际协议（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，TCP/IP）单片机技术应用在互联网中的数量和范围都在不断扩大，配合核心技术处理机制，就能在整合单片机通信接口应用模式的同时，更好地提升工作效率，实现通信应用效能的最优化目标。

1 嵌入式TCP/IP协议单片机技术概述

1.1 嵌入式TCP/IP协议

1.1.1 内涵

嵌入式TCP/IP协议是指利用Internet实现不同系统互联互通的协议组应用模式，能维持数据准确传输的同时，建立数据协同控制体系。工作人员在实际工作中要借助计算机技术对系统运行框架进行分析，利用系统软件应用要求完成TCP/IP协议布局，配合嵌入式处理的方式保证网络处理协议的合理性和规范性，并借助网络接口控制器保证链路层和物理层协议都能建立集中化管理模式[1]。

1.1.2 组成

结合开放系统的应用要点，嵌入式TCP/IP协议系统主要分为4个基础层级，分别为应用层、传输层、网络层以及链路层，按照不同层级的标准和内容规范，开展具体工作。

（1）应用层。在单片机系统完成Ethernet和数据终端信息汇总后，应用层要对数据进行打包或者是拆包操作，以保证数据互联互通的及时性和规范性。（2）传输层。网络程序要借助明确的定义进行通道处理，并配合特征性数据获取相匹配的信息源，如定义网络连接的端口号。并且传输层中实现协议传输控制的是TCP，实现用户数据协议控制的是用户数据报协议（User Datagram Protocol，UDP），以保证数据传输管理工作都能在可控范围内。（3）网络层。层级信息能直接汇总在相邻的嵌入式TCP/IP协议网络上，并连接任何一台主机结构。其中，IP协议作为数据传输管理的机制，能打造完整的互联互通控制体系，并配置地址解析协议（Address Resolution Protocol，ARP）完成管控，为IP地址到数据链路物理地址影像的管理展开系统评估。（4）链路层。主要是借助控制同一物理网络上不同机器间数据传送底层协议，并且利用单片机就能实现对网卡芯片的实时性管理，选取的单片机是CS8900[2]。

1.2 单片机技术

为全面分析嵌入式TCP/IP协议单片机技术在网络通信中的应用，要在了解其框架的同时，明确其数据应用流程。

1.2.1 框架

整个技术系统要利用RJ45接口完成Ethernet网络的连接处理，并且能为用户提供串口，保证使用效能的最优化。整个系统在实际应用运行体系中能借助Ethernet的IP数据包进行串口操作，维持串口数据应用控制的合理性，也能为IP包送达局域网予以支持[3]。硬件框架示意见图1。

在整个系统应用运行的外部，RAM要利用61C1024完成数据处理和数据的缓存控制，并且匹配E2PROM-X25045就能建立完整的数据分析体系，不仅能发挥其门禁作用，还能及时存储IP地址信息、网卡物理信息以及其他参数信息等，形成统一的数据融合模式。另外，芯片本身是局域网处理芯片，封装和内部集成都按照标准予以控制，并设置8位和16位接口，也能为应用控制工作的顺利展开提供保障[4]。

1.2.2 工作流程

本文将CS8900作为研究对象，主要分析其应用工作的具体节点和要求，从而评估网络通信中嵌入式TCP/IP协议单片机技术的应用要点，工作流程具体见图2。

由图2可知，要对网卡进行初始化处理，判定网络数据后进行串口数据的对照，并且按照UDP打包数据包传送到网络的方式进行数据评估。在UDP数据分析时主要是对端口予以分析，配合ARP数据协议处理等环节，保证嵌入式TCP/IP协议单片机技术内容的可控效果满足预期[5]。

1.2.3 内容

第一，要围绕存储在X25045的IP地址和物理地址展开相应的讨论，并且要对单片机予以合理性的复位处理，保证后续的讨论都能集中在实时性控制要求范围内，以便于提升数据的合理性和可控性。第二，操作人员要对系统数据信息予以设定和操作管理，保证数据分析的合理性和可控性。例如，保证信息资源能依据App协议的内容完成统一的整合和优化。第三，系统操作人员要借助APR完成调控分析，并积极改进相关工作内容，利用设置子网掩码和网关参数的方式最大程度上提升数据评估的合理性，也为Internet和单片机通信处理效果的升级予以保障[6]。第四，单片机处理工作中，为了满足信息数据管控的合理性与规范性，要对传输层和网络层数据传输予以控制，发挥单片机技术的优势。CS8900能对链路层数据信息资源予以控制，且RJ45串口和用户统一管理应用层内部数据信息相匹配，实现大量数据的同时处理，减少冗余信息产生的问题。

2 嵌入式TCP/IP协议单片机技术在网络通信中的应用

在软件开发研究工作全面深化的时代背景下，为更好地融合软件数据信息和共享处理，新型电子机械设备逐渐受到更多的关注，借助嵌入式处理的方式打造构架处理系统，能在提升安全性的同时，保证后期通信处理和技术调节工作均顺利展开。

2.1 建立协议栈

在网络通信中应用嵌入式TCP/IP协议单片机技术，要结合TCP协议的具体分析内容，建立基于网络层架构的信息交互管理体系，确保数据传输过程能在提升数据处理效率的同时，保证数据的安全性和完整性[7]。

首先，嵌入式TCP/IP协议单片机技术能对主机运行程序予以管理，保证数据资源能够快速且准确地完成传递。将路由器运行作为核心，结合运行方式实现资源重组和整合控制，最大程度上保证网络通信运行管理的稳定性和安全性。其次，在搭建协议栈的过程中能对嵌入式TCP/IP协议单片机技术予以综合管理，并保证数据信息的准确传递。对于网络通信而言，数据传输的速率和准确性同等重要，配合技术模式就能准确完成IP层的应用。针对TCP协议内容予以升级，保证通信过程的合理性和科学性。最后，充分发挥嵌入式TCP/IP协议单片机技术中设备占地面积小、建设成本低、硬件设备传输速率快的优势作用，能维持网络传输结构的稳定效果，减少信息交互不到位产生的网络传输异常，维持统一管理效能[8]。

2.2 数据采集和传输

在嵌入式TCP/IP协议单片机技术应用过程中，数据管理是最关键的应用内容，配合技术模式就能建立相匹配的数据汇总控制模块，维持数据传输和数据采集的及时性，并且也能配合数据源准确实现区域性数据的集中管理，减少冗余数据对整体数据读取工作产生的影响。另外，嵌入式TCP/IP协议单片机技术本身的成本低，能为企业节约较大的成本费用，软件开发人员可以将更多的资金应用在数据库管理和协议维护管控方面，提升主机网络层内部结构区分的明确性，也保证链路层、物理层等规划工作都能顺利展开，及时更新技术节点，保证数据采集和传输的实时性效果[9]。