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接口,总线,驱动相关技术文章基于ARM920T处理器实现RS-232C串口与以太网口数据双向传输的设计

以ARM920T为内核的S3C2440A作为主控制器和以太网控制芯片DM9000AEP设计硬件平台; 构建并移植适合嵌入式串口服务器系统的嵌入式Linux 操作系统,利用Linux完善的TCP/IP协议设计ARM端的多线程网络服务器程序。设计实现RS-232C串口与以太网口数据的双向传输,使现有的智能仪器设备成功接入以太网。

随着计算机网络的发展和物联网的兴起,将智能仪器接入网络已成为一种趋势,以实现数据的共享与远程管理。但是目前大多智能仪器使用的是异步串行通信接口RS-232C /485 /422,因此迫切需要一种能将异步串行通信协议转换为以太网TCP /IP协议的协议转换器,使现有的串行通信设备方便地接入以太网,而不需要改变原有仪器设备的硬件。为此,笔者研究设计了基于ARM9微处理器和Linux 操作系统的嵌入式多串口服务器。

1 系统总体思路

采用以ARM920T为内核的S3C2440A微处理器运行Linux操作系统,使用100MBase-T网络在串行设备与远端主机之间有效地进行传输数据,这样通过串口服务器使串行设备快速接入以太网,利用以太网的TCP /IP 协议进行串口数据包的传输。嵌入式串口服务器作为以太网数据与串口数据之间交互的中间桥梁,负责数据的双向透明传送。服务器端的主要任务是在ARM 处理器中实现RS-232C /485 /422 转TCP /IP 协议网关,完成对各端口的监听和数据的双向传输,当端口有数据产生或客户端有数据请求时启动独立线程,保证实时而又不丢失地进行数据传输。基于上述要求系统必须具备: 一套对网络支持良好的嵌入式操作系统,并且可根据专用的硬件平台进行裁剪; 微处理器的运行速度与处理数据的能力优秀,外围芯片接口友好。

笔者选用Linux作为实时操作系统,并进行移植与配置使其可以运行在以ARM9为核心的硬件平台上。S3C2440A自带三路串行通信口,完全能够满足多串口服务器的设计要求,但考虑到网络数据传输与串口数据传输速率不匹配,需要在硬件板卡上扩展SDRAM 和NORFLASH,另外系统还需扩展以太网控制器芯片。系统的总体设计框架如图1 所示。

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