[发明专利]一种嵌入式设备与主机间底层网络数据传输系统及方法

说明书

本发明提供一种嵌入式设备与主机间底层网络数据传输系统及方法，通过在主机端和嵌入式设备端分别组不包含TCP/IP头的裸包，使得在主机端和嵌入式设备端可以在不经过TCP/IP协议栈的情况下，通过底层网络实现网络数据传输，从而提高了网络传输速率。在硬件层，主机端由处理器、网卡和存储器等构成；嵌入式设备由异构多核处理器、网卡和存储器等构成。在软件层，主机端和嵌入式设备端都包含任务流和数据流，任务流负责处理发送、接收等任务相关信息，数据流负责处理发送和接收数据包等相关信息。主机端和嵌入式设备端通过握手的方式配合工作，从而保证较高的底层网络传输速率。

技术领域

本发明涉及一种底层网络数据传输系统及方法，尤其涉及一种嵌入式设备与主机间底层网络数据传输系统及方法，属于网络开发领域。

背景技术

当前，以太网技术在嵌入式设备和主机上的应用已经很广泛，嵌入式设备和主机端都可以将TCP/IP协议产生的数据包通过相应的网卡驱动和API函数进行发送和接收，而TCP/IP协议栈是运行于操作系统之上的，因为增加了操作系统的开销，上下文的调用等，使得基于操作系统的网络传输速率不如裸板的网络传输速率快。

基于操作系统的网络传输所发送和接收的数据包都需要经过协议栈的处理，在发送数据包前需要将数据经过复杂的协议栈组包，同样，接收到的数据包也需要经过协议栈来拆包，这样以来，通过网络传输数据的时间开销增大。在对网络传输速率要求较高的情况下，为了最大程度地缩短网络传输数据的时间开销，可以在主机和嵌入式设备端都采用简洁地组不包含TCP/IP头的裸包的方式，以实现不经过操作系统和协议栈来进行底层网络数据传输。

目前有相关专利报导如下：

(1)CN106102022:基于底层网络特性的传输控制方法及系统。

(2)CN103346949:基于嵌入式的双通道网络数据包的拆包和组包方法及系统。

(3)CN101039319:一种基于TCP协议实时传输媒体数据的方法。

现有技术存在的缺点和不足：

专利号为CN101039319的专利，是基于TCP协议的网络传输方法，而TCP协议本身是一个比较复杂的协议栈，在组包和拆包阶段需要耗费较多的时间，给网络传输带来了较大的延迟，降低了网络传输速率。专利号为CN103346949的专利，虽然做了拆包和组包的工作，但是并没有脱离操作系统，因此不能避免操作系统的系统调用和上下文切换带来的传输延迟，使得传输速率受限。专利号为CN106102022的专利，虽为底层网络传输控制方法，但是仍有广播、多播等属性，因此在组包和拆包阶段仍会带来较大的延迟，从而降低网络传输速率。

发明内容

本发明的技术解决的问题：克服现有技术的不足，提供一种嵌入式设备与主机间通过底层网络进行数据传输的系统及方法，通过在主机端和嵌入式设备端组不包含TCP/IP头的裸包，使得在主机端和嵌入式设备端在不经过TCP/IP协议栈的情况下，在网络的底层实现网络数据传输，从而提高了网络传输速率，以适应加速计算对网络吞吐率的要求。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

一种嵌入式设备与主机间底层网络数据传输系统，所述嵌入式设备由异构多核处理器、网卡和存储器等构成；所述主机由处理器、网卡和存储器构成；所述异构多核处理器由嵌入式微处理器核和加速核构成。

所述嵌入式设备与主机间底层网络数据传输方法，包含主机端软件层和嵌入式设备端软件层的实现，具体实现如下：