基于μC/OS-II和TCP/IP协议的多串口服务器

　　在该系统中，需根据不同的应用场合使用RS-232收发器或RS-422/485收发器及其外围电路。使用RS-232收发器可以进行近距离全双工通信，使用RS-422/485收发器能够进行远距离数据传输。由于整个系统工作于3.3V电压下，为了匹配TTL电平和RS-232电平或RS-422/485电平，该电路采用MAX3232芯片或MAX3485芯片。

　　LM8962内部集成的以太网控制器包含一个完整的MAC模块和PHY接口器件，简化了硬件电路设计。该以太网控制器完全支持10BASE-T和100BASE-TX标准以及遵守IEEE802.3协议。整个系统连接以太网只需一个隔离变压器，无需外接以太网控制芯片，简化了硬件设计。隔离变压器能够隔离模块地和数字地，从而保证SC28L198能够远离外界的复杂信号。

　　3 软件设计

　　在该系统中，用户可以对串口服务器的配置、状态查询和在计算机(客户端)上通过以太网收发数据进而操作该串口服务器。在客户端上，8个SC28L198的通道被虚拟成8个COM接口。操作这些虚拟COM接口就如同操作计算机上的物理COM接口，因此用户不必知道数据是通过以太网进行传输。实际上，用户操作这些COM接口时，产生的命令和数据将被打包成一帧数据并发往处理器LM8962，然后LM8962将数据通过SC28L198的相应通道发送到设备上。串口服务器使用ARM处理器LM8962作为嵌入式设备的核心器件，在其上运行μC/OS-II操作系统来打开、关闭和管理8个串行通道的相应进程。因此，8个串行通道能够同时收发数据而不相互影响。

　　3.1μC/OS-II

　　μC/OS-II是免费开源、专门为嵌入式系统设计的实时操作系统。它包括任务计划、任务管理、时间管理、内存管理、任务间的通信以及其他一些基本功能。在该系统中采用μC/OS-II来实现以下功能：

　　(1)建立一个消息队列来存储串口通道的消息和UDP消息;(2)控制SC28L198收发串口数据;(3)建立一个任务来管理UDP通信，并通过以太网收发数据;(4)建立一个任务来管理串口通道收发任务与UDP通信任务之间的通信。

　　3.2TCP/IP模块

TCP/IP协议具有分层结构，能够实现对以太网数据帧进行打包和解包。UDP在TCP/IP的传输层，提供一种不可靠的数据传输服务，但UDP协议相对简单，比起TCP协议更能够提供实时和快速的数据传输。在正常的运行过程中，该TCP/IP程序模块能够从数据队列中获取串口通信的数据并将数据打包至UDP包中，然后将UDP包发送至IP层，最后形成一帧数据。该帧数据将会通过以太网发送到计算机中。与此同时，该程序模块还将从以太网接收到的数据解包出来，将其中的串口通道号和串口数据发送到SC28L198中去。表1描述了收发一帧数据的格式。

　　表1数据传输格式