陈　实，武　杰

一种基于以太网的嵌入式数据传输速率优化方法研究*

陈实，武杰

（中国科学技术大学近代物理系，安徽合肥230026）

基于以太网的嵌入式数据传输系统在许多领域被普遍采用，系统的传输效率需要提高。基于ARM Cortex-M4内核和常用的嵌入式网络协议栈Lw IP，针对点对点数据传输的特点，采用了零数据拷贝技术并对UDP协议加以优化改进，大大提高了传输性能。测试结果表明，数据传输的速率从未优化的2.03 MB/s提升到9.80 MB/s，已接近百兆以太网的极限。同时引入ACK回应机制保障了UDP数据传输的可靠性。

STM32F407；Lw IP/UDP；零数据拷贝；ACK

0　引言

基于以太网的嵌入式数据传输系统由于其结构灵活、通用性强、传输速度快、传输距离远等特点，在许多应用领域都发挥着重要的作用［1］。但由于嵌入式系统本身的结构［1］以及网络协议栈的限制［2］，网络数据传输的效率不高，远远达不到以太网传输的理论带宽。一方面通过改进嵌入式系统的硬件结构，如利用FPGA并行处理的优势［2］，可以大大提高数据传输的效率；另一方面，通过分析并改进嵌入式网络协议栈，也可以提高网络数据传输的速度［3］。

嵌入式网络传输系统由于成本资源的限制，往往采用简化的网络传输协议TCP/IP协议。Lw IP协议栈是TCP/IP协议的一种简化版本，专门针对嵌入式系统开发，专注于减少资源消耗，对性能优化却比较少，效率不是很高［4］。

本文通过研究、分析常用的嵌入式网络协议栈Lw IP的结构［4］，针对简单的点对点传输网络环境，提出一种简单、灵活、高效的基于UDP协议的嵌入式数据传输效率的优化方法。……