基于ARM的Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)

功能概述

　　由于Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)無(wú)中心、動(dòng)態(tài)拓?fù)涞忍攸c(diǎn)，它需要各個(gè)節(jié)點(diǎn)都具有路由轉(zhuǎn)發(fā)功能。本文開(kāi)發(fā)的Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過(guò)在ARM平臺(tái)上移植路由協(xié)議而實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)功能。

　　圖1 節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)

　　以圖1所示的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行功能示意，其中A、B、D是普通的移動(dòng)電腦終端，C是本文開(kāi)發(fā)的ARM平臺(tái)。A和D是通信的端點(diǎn)，D不在A的一跳范圍之內(nèi)(A的覆蓋范圍如圖中虛線所示)。假設(shè)開(kāi)始時(shí)B成為了A和D的中繼節(jié)點(diǎn)，完成A、D之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能。當(dāng)B節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，C能自動(dòng)代替B成為新的中繼節(jié)點(diǎn)，維持A、D之間的通信。

　　該ARM平臺(tái)除了路由協(xié)議以外，同時(shí)完成了ftp、iptables等工具的移植，還可以繼續(xù)增添語(yǔ)音、視頻等服務(wù)。

　　硬件平臺(tái)

　　以處理器為核心，無(wú)線網(wǎng)卡收到數(shù)據(jù)包后交給上層處理，需要發(fā)出的數(shù)據(jù)包也由處理器控制無(wú)線網(wǎng)卡來(lái)發(fā)出。當(dāng)然SDRAM、閃存、電源這些模塊也是系統(tǒng)不可缺少的。

　　本文采用ARM920T為內(nèi)核的三星處理器S3C2410A。S3C2410A 是32位低功耗RISC處理器，同時(shí)支持Thumb 16位壓縮指令集，其工作頻率為203MHz。S3C2410A有292個(gè)管腳，集成了許多片上功能，例如以太網(wǎng)控制器、UART控制器、可編程I/O口及中斷控制器等。

　　考慮到接口體積，該平臺(tái)選用USB接口的華碩WL-167g無(wú)線網(wǎng)卡，提供無(wú)線通信功能。

　　硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

　　圖2 硬件平臺(tái)結(jié)構(gòu)圖

　　在硬件調(diào)試中一個(gè)應(yīng)該注意的問(wèn)題就是S3C2410A的nWait引腳在不使用時(shí)應(yīng)接上拉電阻，否則系統(tǒng)在啟動(dòng)模式時(shí)將不能正常啟動(dòng)。

　　軟件平臺(tái)

　　vivi是韓國(guó)MIZI公司開(kāi)發(fā)的Bootloader，適用于ARM9處理器，其作用是初始化硬件設(shè)備、建立內(nèi)存空間的映射圖，從而將系統(tǒng)的軟硬件環(huán)境設(shè)置成一個(gè)合適的狀態(tài)，以便為運(yùn)行操作系統(tǒng)準(zhǔn)備正確的環(huán)境。引導(dǎo)程序執(zhí)行完后會(huì)將控制權(quán)交給內(nèi)核(zImage)，內(nèi)核是操作系統(tǒng)的核心，內(nèi)核需要的各種配置文件、數(shù)據(jù)及上層軟件都存放在根文件系統(tǒng)之中。整個(gè)軟件平臺(tái)的結(jié)構(gòu)如圖3所示。

　　圖3 軟件平臺(tái)示意圖

　　內(nèi)核鏡像的生成

　　這里不贅述內(nèi)核生成方法，需要注意此過(guò)程容易遇到三類(lèi)錯(cuò)誤：一是編譯出錯(cuò)，應(yīng)該檢查庫(kù)文件是否齊全，另外gcc版本太高也會(huì)導(dǎo)致編譯錯(cuò)誤，重新安裝低版本gcc后即可解決;二是內(nèi)核配置應(yīng)將Default kernel command string設(shè)置為noinitrd root=/dev/mtdblock3 console=ttySAC0,115200 init=/linuxrc，“console=ttySAC0，115200”使內(nèi)核啟動(dòng)期間的信息全部輸出到串口0上，波特率為115200，“mtdblock3”代表第4個(gè)Nand閃存分區(qū)，該分區(qū)為根文件系統(tǒng)，init是指定啟動(dòng)腳本，“init=/linuxrc”表示啟動(dòng)初始化文件位置;三是應(yīng)該在drivers/mtd/nand/s3c2410.c中，設(shè)置NAND_ECC_SOFT = NAND_ECC_NONE，這樣就關(guān)閉了ECC校驗(yàn)。因?yàn)閮?nèi)核是通過(guò)vivi寫(xiě)到Nand閃存中的，vivi使用的軟件ECC算法與內(nèi)核中校驗(yàn)算法不同。