随着人们对信息化程度的要求不断提高， 设备上网已经成为一个趋势。32位机资源丰富，上网方案也较为成熟，但成本相对较高，因而价位偏低的8位机上网方案成为研究的热点。但是，8位机资源有限，因此在实现8位机以太网连接时，一定要考虑周全。本文介绍在vrs51l3074上实现tcp/ip协议栈uip的移植，成功实现了socket通信。

硬件平台

　　本方案的硬件平台主要由vrs51l3074和cs8900a组成，经网络变压器的隔离，cs8900a与网络接口rj-45连接上，这样整个系统就可以连接到ethernet。数据输入可由串口传递给系统。

vrs51l3074简介

　　vrs51l3074是ramtron公司最新推出的单周期、基于8051内核、功能丰富的soc单片机，是全球第一款集成fram的高性能单片机。cpu最高处理速度可达40mips，内置64kb flash存储器支持isp、iap功能、4kb+256b的sram以及8kb的fram，带有完全可配置的i2c接口和spi接口等片内外设，支持jtag下载和非侵入式在线调试。vrs51系列单片机和8051完全兼容，支持sdcc、keil等c编译器，编译和下载时需要一些特殊的配置。versa ware jtag软件是vrs51系列单片机的下载工具，和keil uvision配合使用时需要一些配置。

cs8900a简介

　　cs8900a是cirrus logic公司的一种低价位、高集成度、低功耗、全双工的16bit以太网控制器，是一款专门为嵌入式系统设计优化的以太网控制器。该芯片的突出特点就是使用灵活，其物理层接口、数据传输模式、工作模式都能根据需要而进行动态配置，可通过内部寄存器的配置来适应不同的应用环境。cs8900a有三种工作模式：i/o模式、存储器模式和dma模式。

　　cs8900a基本工作原理是：在收到由主机发来的数据报后，侦听网络线路。如果线路忙，它就等到线路空闲为止，否则立即发送该数据帧 。发送过程中，首先它添加以太网帧头（包括先导字段和帧开始标志），然后生成crc校验码，最后将此数据帧发送到以太网上。接收时，它将从以太网收到的数据帧在经过解码、去掉帧头和地址检验等步骤后缓存在片内。通过crc校验后，它会根据初始化配置情况，通知主机cs8900a收到了数据帧，最后用某种传输模式传到主机的存储区中。

嵌入式tcp/ip协议栈uip

　　tcp/ip是一个协议族，它是一个四层协议模型，包括应用层、传输层、网络层和网络接口层。应用层定义清晰的会话过程，http、ftp、telnet和smtp等都属于应用层协议；传输层提供端到端的通信，该协议有传输控制协议（tcp）和用户数据报协议（udp）；网络层负责数据打包和逻辑寻址，ip、icmp和arp等协议都属于网络层；网络接口层负责在源和目的节点间线路上进行无差错的传输数据，具有流量控制等功能。

　　tcp/ip协议较为复杂，实现起来非常困难，一般都采用现有的tcp/ip协议栈来实现。本系统就是采用源码开放的免费嵌入式tcp/ip协议栈uip来实现tcp/ip协议的。

　　uip是专门为8位和16位嵌入式微控制器设计的微型tcp/ip协议栈 ， 它是由瑞典计算机学院的adam dunkels开发的免费开源软件，最新版本为uip1.0。uip完全是由c语言编写的，因此可移植到各种不同的cpu结构和操作系统上。uip提供了网络通信所必须的协议，本身代码和占用的内存数都非常少，uip的源代码只有几kb，ram仅占用几百字节。uip具有如下特点：

　　1)完整的说明文档和公开的源代码，全部由c编写，并附有详细的注释，便于移植。

　　2)极少的代码占用量和ram资源要求，尤其适合于8/16位单片机。

　　3)支持ip、arp、tcp、icmp和udp等基本功能。

　　4)高度的可配置性以适应不同资源条件和应用场合。

　　5)支持多个主动连接和被动连接并发，支持连接的动态分配和释放。

　　6)简易的应用层接口和设备驱动层接口。

　　7)完善的示例程序和协议实现范例。

　　为了节省资源占用，简化应用接口，uip1.0在内部实现上做了特殊处理。

　　1)注意各模块的融合，减少处理函数的个数和调用次数，提高代码复用率以减少rom占用。

　　2)基于单一全局数组的收发数据缓冲区，不支持内存动态分配，由应用负责处理收发的数据。

　　3 )基于事件驱动的应用程序接口，各并发连接采用轮循处理，仅当网络事件发生时，由uip内核唤起应用程序处理，这样uip用户只须关注特定应用就可以了。传统的tcp/ip实现一般要基于多任务处理环境，而大多数8位机系统不具备这个条件。

　　4)应用程序主动参与部分协议栈功能的实现(如tcp的重发机制，数据包分段和流量控制)，由uip内核设置重发事件，应用程序重新生成数据提交发送，免去了大量内部缓存的占用。基于事件驱动的应用接口使得这些实现较为简单。

　　uip实现了tcp/ip协议族的四个基本协议：arp（地址解析协议），ip（网际协议），icmp（因特网信息控制协