1 引言
目前，嵌入式系統(tǒng)已經廣泛滲透到人們的工作、生活中。從家用電器、信息終端、手持通信設備到儀器儀表、制造工業(yè)、過程控制等領域，嵌入式設備已隨處可見。另一方面，近幾年來Internet技術的飛速發(fā)展給嵌入式應用帶來了新的契機，在未來嵌入式系統(tǒng)中應用Internet技術具有很大的優(yōu)勢。
目前嵌入式Internet技術的實現(xiàn)主要有下面三種方式 ：
第一種方式是EMIT技術，采用支持TCP/IP協(xié)議的高性能服務器作為網關(emGateway), 嵌入式設備通過RS-232、RS-485或者CAN總線等與網關服務器連接，間接通過服務器網關連接Internet。經過多年的發(fā)展EMIT技術已經在工業(yè)設備的網絡化中得到了廣泛的應用。但該技術也存在著以下的缺點：由于需要使用高性能的網關服務器，再加上emGateway網關的使用需要繳納相應的版稅，從而使得成本很高;而且網關和設備之間需要專門布線，在嵌入式設備比較分散的情況下極為不便，通信的距離、速度都受到一定的限制。
第二種方式是采用硬件協(xié)議棧芯片進行網絡連接，比如Seiko公司的S7600，嵌入式MCU通過接口對其進行控制以達到Internet通信的目的，這時軟件只需要增加一段和協(xié)議棧芯片通信的接口程序即可，因此開發(fā)難度小、周期短。其缺點是系統(tǒng)的硬件成本非常高，而且由于使用的是硬件協(xié)議棧，擴展不靈活。
第三種方式是在嵌入式MCU上用軟件實現(xiàn)TCP/IP協(xié)議棧，然后通過網絡接口芯片連接Internet。在這種方式中由于使用了軟件協(xié)議棧使得嵌入式MCU本身具有了Internet通信能力，從而省去了高性能網關和硬件協(xié)議棧芯片，因此成本非常低，而且擴展起來非常方便靈活，再配上小型嵌入式實時操作系統(tǒng)的支持，就可以實現(xiàn)性價比很高的嵌入式多任務Internet平臺。但是要在資源有限的16位甚至8位單片機上實現(xiàn)復雜的操作系統(tǒng)和網絡協(xié)議棧有一定難度，但近年來隨著單片機處理速度的不斷提高和內部資源的不斷擴展，再加上小型的實時操作系統(tǒng)和網絡協(xié)議棧的相繼推出，使得利用單片機來實現(xiàn)低成本嵌入式多任務網絡平臺成為可能。
基于以上背景，本文就來介紹應用在研究課題“低碼率視頻信號的網絡傳輸”系統(tǒng)中的一種基于AVR單片機的多任務嵌入式網絡系統(tǒng)軟硬件平臺的設計。
2 硬件平臺設計
考慮到以太網接入方式技術成熟、可靠性高、通信速度快和成本低的優(yōu)點，本系統(tǒng)的硬件平臺采用單片機加以太網接口控制芯片組成。由于操作系統(tǒng)和協(xié)議棧需要用到大量的數據存儲器，因此需要外擴RAM存儲器。為了提高通信性能，單片機與以太網接口芯片之間采用并行總線擴展方式進行連接，接口芯片和外部的RAM存儲器統(tǒng)一編址。本系統(tǒng)采用了可編程GAL器件ATF16V8進行地址譯碼，這樣不僅可以充分利用地址資源，而且只需要修改ATF16V8的源程序即可實現(xiàn)地址的改變，提高了系統(tǒng)的擴展能力。系統(tǒng)的硬件平臺的原理框圖如圖1所示。
