摘 要： 设计并实现一个能完成IP协议功能的ASIC器件；讨论器件的稳定工作条件。任何数字化的工业设备都可以使用这个IP协议器件直接连接到基于IP的网络中。
关键词：嵌入式系统 IP ASIC
引 言
为了实现网络信息处理，嵌入式系统中必须具有强大的网络连接功能。嵌入式系统的网络连接功能不仅需要传输信息，同时还必须具有相应的信息识别能力，以提高系统的网络安全性。
近年来在嵌入式系统和SOC（片上系统）技术发展的推动下，嵌入IP协议的微处理器或单片机系统已经出现[3]，为嵌入式网络技术的应用奠定了基础。但对于工业设备来说，特别是对于工业生产中使用的仪器仪表，采用软件嵌入IP协议存在无法并行处理和成本过高的缺点。因此，采用硬件实现IP协议具有重要的意义。
IP硬件电路设计有嵌入处理器和ASIC两种方法。使用嵌入处理器的方法设计IP协议时，需要选择相应的处理器和附加电路，并根据所嵌入的处理器编制相应软件实现IP协议。这种方法可以采用已有的IP协议软件，软件实现比较方便。使用ASIC技术设计IP协议属于硬件实现IP方法，IP协议的执行全部为硬件执行。这种实现方法具有的优点就是IP协议的执行不受软件干扰，具有一定的IP协议层抗干扰能力。ASIC实现IP协议实现的是一个专用数字硬件电路，只需要通过相应的控制信号就可以实现IP协议的功能，具有比较高的性能价格比。
针对工业设备对IP协议的需要，本文设计并实现了一个能完成IP协议功能的ASIC器件。对于工业控制设备来说，这种器件就是一个实现IP功能的专用器件，只要把要发送的数据传送给该器件，就可以实现通信过程与控制系统并行操作。任何数字化的工业设备，都可以使用这个IP协议器件直接连接到基于IP的网络。
一、 协议分析与IP电路结构设计
IP协议的功能，是对来自上层协议的数据进行打包和解包处理，通过数据报在一个个IP协议模块间传送，直到数据报到达目的模块[2]。互联网网络中每个主机和网关设备上都有IP模块，数据报在一个个模块间通过路由处理网络地址传送到目的地址。IPv4的数据报报头格式如图1所示。IP在提供网络层服务时，采用了统一的报头，以使处于各子网中的IP都能根据报头对数据作出相应的处理。
