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随着网络的高速发展和广泛应用,嵌入式系统逐渐向面向大众、低成本和网络化的趋势发展。这样的趋势对嵌入式系统的开发成本、开发周期、性能提高和功能扩展都提出了更高的要求。作为嵌入式系统的核心,嵌入式操作系统需要支持嵌入式系统的这种发展趋势。因此,对于嵌入式操作系统的研究有着相当重要的实际意义。由于具备嵌入式操作系统需要的很多特性,Linux操作系统越来越流行作为许多产品的嵌入式操作系统平台。论文将嵌入式Linux和路由器结合起来,主要研究嵌入式Linux在路由器上实现过程中的关键技术。考虑到嵌入式Linux研究内容的复杂性,以及路由器主要实现网络功能,本文主要集中于嵌入式Linux网络协议栈的实现和研究。
论文分成以下几个部分:
1)讨论和总结嵌入式Linux的关键问题、实时性和开发调试流程。
2)论述了嵌入式Linux路由器上TCP/IP网络协议栈的实现。协议栈的实现包括两个层次,驱动程序层和TCP/IP协议层。在驱动程序层,论文详细论述了同步串口驱动程序的设计和实现过程。在TCP/IP协议层,论文讨论了嵌入式Linux下数据报文的发送和接收过程,提出了一种基于测试点的性能测试方法,并得到嵌入式Linux网络协议栈在路由器上体现的性能,验证了协议栈实现的有效性,并为以后的研究提供协议栈改进的意见。
3)提出并实现了一种基于PWF2Q的包调度算法,用以改进嵌入式Linux网络协议栈的实时性。该调度算法对于网络中的每个流量引入了预分配带宽和优先级两个属性,在保证每个会话在一个粗粒度概念上的资源预留的同时,实现了基于优先级机制的网络实时性。