通用可靠的串口／以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)

只要串口接收到數(shù)據(jù)，就將其從頭偏移處寫入串口的環(huán)形緩沖。如果緩沖滿了，則用新數(shù)據(jù)覆蓋未處理的舊數(shù)據(jù)。
在將一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)寫入緩沖的同時(shí)，判斷其是否等于幀結(jié)束定界符EFD，如果等于，則表示緩沖中可能存在一個(gè)完整的幀(只是可能，并不能完全確定，因?yàn)橐粋€(gè)普通的字節(jié)數(shù)據(jù)完全有可能正好等于EFD)，此時(shí)便可從環(huán)形緩沖中按幀格式解析數(shù)據(jù)。若解析到完整的幀，則做相應(yīng)的處理：首先，根據(jù)幀中FCS字段做差錯(cuò)校驗(yàn)，如果校驗(yàn)正確，則從串口回送一個(gè)同序號(hào)的確認(rèn)幀；然后從幀中取出凈荷數(shù)據(jù)從Socket發(fā)送。
從緩沖中解析數(shù)據(jù)的過程簡(jiǎn)述如下：從環(huán)形緩沖的尾偏移處開始讀字節(jié)數(shù)據(jù)，查驗(yàn)是否等于幀開始定界符SFD，若不等于則丟棄并繼續(xù)讀下一字節(jié)，若等于則向后偏移讀取長(zhǎng)度域LEN，根據(jù)長(zhǎng)度值，便能確定幀結(jié)束定界符EFD的位置。查驗(yàn)此位置的字節(jié)數(shù)據(jù)，若不等于EFD，則認(rèn)為之前等于SFD的字節(jié)只是個(gè)普通數(shù)據(jù)，并不是幀開始定界符，將其丟棄并繼續(xù)讀取查驗(yàn)下一字節(jié)；若等于EFD，則認(rèn)為SFD到FFD之間為一個(gè)完整的幀。
1．3 Socket數(shù)據(jù)傳送
Socket數(shù)據(jù)傳送的幀格式如下：

相比串口幀格式，少了Seq．、Type和FCS字段。這三個(gè)字段在串口數(shù)據(jù)傳送中是用來保證可靠性的，而網(wǎng)關(guān)使用TCP Socket，下層的TCP協(xié)議會(huì)保證通信的可靠性，應(yīng)用層只需要保證數(shù)據(jù)的完整性，所以不需要這些字段。其他字段相同，意義也分別相同。
1 3．1 Socket發(fā)送
Socket接收過程同串口接收類似，接收的數(shù)據(jù)并不直接處理，而是先存入環(huán)形緩沖。然后，按Socket幀格式，解析環(huán)形緩沖中的數(shù)據(jù)。解析到的數(shù)據(jù)幀插入串口發(fā)送隊(duì)列，從串口轉(zhuǎn)發(fā)。
1．3．2 Socket接收
Socket發(fā)送相比串口發(fā)送操作更簡(jiǎn)單，因?yàn)橄聦拥腡CP協(xié)議會(huì)保證通信的可靠性，所以不需要再另外實(shí)現(xiàn)確認(rèn)、重發(fā)等機(jī)制，發(fā)送隊(duì)列中只需要一個(gè)待發(fā)送隊(duì)列即可，不需要待確認(rèn)隊(duì)列。而且在具體實(shí)現(xiàn)中，并沒有真的構(gòu)造一個(gè)Socket發(fā)送隊(duì)列，而是利用了操作系統(tǒng)提供的線程間通信機(jī)制中的郵箱通信方式，需要從Socket發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，只需將數(shù)據(jù)的首地址以郵件的方式發(fā)送到Socket發(fā)送線程指定的郵箱中。

2 網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)
2．1 軟硬件平臺(tái)
網(wǎng)關(guān)軟硬件平臺(tái)包括操作系統(tǒng)RT-Thread和ARM9開發(fā)板Mini2440。