uC/OS-II 平台下的 LwIP 移植笔记

本文将指导读者一步步完成 LwIP 在 ADS1.2 开发环境下的移植工作，包括底层驱动的编写。本文使用的 硬件平台是 AT91SAM7X256 + RTL8201BL(PHY)，至于软件平台，读者从本文标题即可看出。我们使用 uC/OS-II 作为底层操作系统，而 LwIP 的移植亦将主要围绕 uC/OS-II 展开 《uC/OS-II 平台下的 LwIP 移植笔记》 在嵌入式系统开发中，选择合适的操作系统和网络协议栈对于实现高效的网络功能至关重要。本篇笔记将详细介绍如何在uC/OS-II实时操作系统上移植轻量级TCP/IP协议栈LwIP。这个过程涉及到的操作主要包括硬件平台的选择、软件环境的搭建以及操作系统模拟层的编写。 1. 下载LwIP 你需要从官方网站或者开源社区获取LwIP的源码。LwIP是一个开源的、可移植的TCP/IP协议栈，适用于资源有限的嵌入式设备。确保下载的是与uC/OS-II兼容的版本。 2. 建立一个最基本的工程 在ADS1.2开发环境下，创建一个新的工程，并设置好相关的编译选项和链接参数，为接下来的移植工作做好准备。这一步骤通常包括配置工程的编译路径、头文件搜索路径以及库文件。 3. 把LwIP加入工程 将下载的LwIP源码导入到你的工程中，设置好相应的包含路径，以便在编译时能正确找到LwIP的源文件和头文件。 4. 编写操作系统模拟层相关代码 由于LwIP是设计为无操作系统的，因此在uC/OS-II上运行LwIP需要为其提供操作系统服务的模拟层。这个模拟层包括了信号量、邮箱、任务创建等操作系统服务的实现。 - **4.1 操作系统模拟层移植说明**：理解LwIP对操作系统服务的需求，如信号量、邮箱等，对照LwIP提供的移植指南进行翻译和理解。 - **4.2 编写操作系统模拟层** - **4.2.1 准备工作**：创建必要的文件，定义LwIP需要的数据类型，如任务结构体、信号量结构体等。 - **4.2.2 信号量操作函数**：实现LwIP需要的信号量创建、删除、获取和释放等功能。 - **4.2.3 邮箱操作函数**：实现邮箱的创建、发送和接收，用于线程间的通信。 - **4.2.4 sys_thread_new()函数**：创建并启动LwIP的工作线程，这是LwIP执行网络任务的基础。 - **4.2.5 sys_arch_timeouts()函数**：提供超时管理，实现LwIP的定时器功能。 - **4.2.6 临界保护函数**：实现任务级的临界区保护，保证多任务环境下的数据安全。 - **4.2.7 扫尾**：完成上述所有功能后，进行最后的调整和测试，确保模拟层的完整性和正确性。 5. LwIP接口——初始设置及网络驱动 在完成了操作系统模拟层的编写后，接下来要配置LwIP的初始化设置，如IP地址、子网掩码、网关等，并编写网络驱动程序，对接底层硬件如AT91SAM7X256的RTL8201BL(PHY)网卡。 - **5.1 准备工作**：创建LwIP的入口函数文件，这个文件将调用LwIP的初始化函数，并进行网络驱动的注册。 - **5.2 网络驱动**：根据硬件手册编写网络接口驱动，实现网络帧的发送和接收，以及MAC地址和PHY状态的管理。 在完成以上步骤后，你就可以在uC/OS-II上运行LwIP，实现嵌入式设备的网络功能。然而，移植过程中可能会遇到各种问题，例如内存管理、中断处理、错误处理等，需要根据实际情况进行调试和优化。同时，为了提高性能，可以考虑采用RAM中的静态内存池来管理LwIP的内存需求。 移植LwIP到uC/OS-II是一个涉及硬件、操作系统、网络协议栈多层面的复杂过程，需要深入理解各个层次的工作原理，才能顺利完成移植并实现稳定可靠的网络通信。