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EPA标准是由我国提出的用于提高工业以太网实时通信性能的系统规范,其为了解决EPA网络中设备之间的互通问题,定义了应用层的服务与协议规范。它通过在数据链路层和网络层之间添加一层通信调度管理实体,来确保在一个微网段中数据传输的确定性和实时性。
本文以ARM9TDMI处理器和2.6.13版Linux内核作为实现平台,设计开发了一个符合EPA标准的实时以太网通信协议栈。论文中先介绍了EPA标准、ARM技术及嵌入式Linux系统。在深入研究EPA应用层的基础上,采用结构化的设计思想对应用层的功能进行了模块划分,并开发了管理信息库、应用访问实体、系统管理实体及套接字映射实体四个功能块,提出了利用池式内存管理来节约内存空间的方法。
研究了Linux内核定时器,对定时器进行了改造以提高其精度。在深入理解EPA通信调度管理实体的通信调度规则的基础上,设计了EPA调度规则集,然后对EPA通信调度管理实体的协议状态机进行了阐述。给出了一种逻辑环状缓存队列设计,以提高内存利用率。最后,设计实验对协议栈的一致性、确定性和实时性进行了测试,测试结果表明开发的EPA通信协议栈可以正常工作、符合EPA标准,在确定性和实时性通信方面取得了较理想的效果。