【正文】 . 36 動態(tài) Web 頁面測試 ........................................................................................................ 37 結(jié)束語 ......................................................................................................................... 40 致謝 ............................................................................................................................. 41 參考文獻 ..................................................................................................................... 42 附錄 ............................................................................................................................. 43 畢業(yè)設(shè)計論文 5 第一章 引言 隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)已成為計算機領(lǐng)域的一格重要組成部分。以 ARM體系結(jié)構(gòu)設(shè)計的微處理器具有高性能、低功耗和低成本的特點，它廣泛應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計領(lǐng)域，是目前最廣泛的 32 位微處理器。以前設(shè)備控制系統(tǒng)一般是通過通信線路進行的，其通信介質(zhì)、通信協(xié)議、相關(guān)軟件和硬件都是專用的，而 Inter 技術(shù)的發(fā)展使嵌入式設(shè)備的遠程控制和管理方式有了改變。不需要專用的通信線路，并且傳輸?shù)男畔⒉痪窒抻跀?shù)據(jù)信號，還有聲音和圖像。最終要的是其通信協(xié)議是標(biāo)準(zhǔn)且公開的。隨著 Web 技術(shù)的發(fā)展，幾乎改變了現(xiàn)在的信息表達形式，很多應(yīng)用都是基于 Web 技術(shù)的。由于 HTML語言的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一性，只要在嵌入式設(shè)備中有一個微型服務(wù)器，就可以使用任意一種 Web瀏覽器接收和發(fā)送信息。所以如何設(shè)計這種特別的 Web 服務(wù)器，如何在嵌入式設(shè)備中安裝 Web 服務(wù)器，就成了嵌入式 Web 服務(wù)器的發(fā)展和研究方向。 對于嵌入式 Web 服務(wù)器的研 究和應(yīng)用，其意義是重大的，它為我們管理、控制和監(jiān)測各種各樣的設(shè)備提供了一個很好的途徑。這種設(shè)備可以是具有有限內(nèi)存資源的 8 位或 16位系統(tǒng)，已足夠提供一個用戶界面，而且這種方式是基于 Inter 的。這種設(shè)備可以在世界任何一個地方，只要它連入 Inter 就能夠控制它。 如今國內(nèi)外有大量嵌入式應(yīng)用軟件已廣泛用于各類嵌入式系統(tǒng)中。但是國內(nèi)現(xiàn)狀對于嵌入式 Web 服務(wù)器方面的研究不容樂觀，而國外的相關(guān)研究則相對較多。如 Pharlap 公司的 MicroWeb， AgranatSystem 公司的 EmWeb、 emWare 公司 的 emMicro,Allegro 公司的RomPager， WindRiver 公司的 Wind 等等，國內(nèi)的有 Webit。面對國內(nèi)外嵌入式 Web 服務(wù)器技術(shù)發(fā)展的差距，考慮到其廣泛的應(yīng)用前景，這一技術(shù)的研究和開發(fā)具有一定的迫切性和必要性 [2]。 畢業(yè)設(shè)計論文 6 第二章 課題背景 這章對嵌入式系統(tǒng)作了定義，詳細(xì)介紹了嵌入式 Linux 以及嵌入式 Linux 在現(xiàn)代嵌入式系統(tǒng)中的地位，最后介紹了本次課題的硬件平臺。 嵌入式系統(tǒng)簡介 嵌入式系統(tǒng)被定義為：以應(yīng)用為中心、以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)、軟件硬件可裁剪、適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計算機系統(tǒng)。在制造工業(yè)、過程控制、通訊、儀器、儀表、汽車、船舶、航空、航天、軍事裝備、消費類產(chǎn)品等方面均是嵌入式計算機的應(yīng)用領(lǐng)域。嵌入式系統(tǒng)是將先進的計算機技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)和各個行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合后的產(chǎn)物，這一點就決定了它必然是一個技術(shù)密集、資金密集、高度分散、不斷創(chuàng)新的知識集成系統(tǒng)。 嵌入式系統(tǒng)和 Linux 隨著微處理器的產(chǎn)生，價格低廉、結(jié)構(gòu)小巧的 CPU 和外設(shè)連接提供了穩(wěn)定可靠的硬件架構(gòu)，那么限制嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的瓶頸就突出表現(xiàn)在了軟 件方面。盡管從八十年代末開始，陸續(xù)出現(xiàn)了一些嵌入式操作系統(tǒng)，比較著名的有 Vxwork、 pSOS、 Nucleus 和 Windows CE。但這些專用操作系統(tǒng)都是商業(yè)化產(chǎn)品，其高昂的價格使許多生產(chǎn)低端產(chǎn)品的小公司望而卻步；而且源代碼封閉性也大大限制了開發(fā)者的積極性。另外結(jié)合國內(nèi)實情，當(dāng)前國家對自主操作系統(tǒng)的大力支持，也為源碼開放的 Linux 的推廣提供的廣闊的發(fā)展前景。還有，對上層應(yīng)用開發(fā)者而言，嵌入式系統(tǒng)需要的是一套高度簡練、界面友善、質(zhì)量可靠、應(yīng)用廣泛、易開發(fā)、多任務(wù)，并且價格低廉的操作系統(tǒng)。在不久的將來，從冰 箱到收音機都會內(nèi)置處理器。因為 Linux 的開放性，許多人認(rèn)為 Linux 非常適合多數(shù) Inter 設(shè)備。他們認(rèn)為 Linux 可以支持不同的設(shè)備，支持不同的配置。 Linux 對廠商不偏不倚而且成本極低，能夠很快成為用于各種設(shè)備的操作系統(tǒng)。如今，業(yè)界已經(jīng)達成共識：即嵌入式 Linux 是大勢所趨，其巨大的市場潛力與醞釀的無限商機必然會吸引眾多的廠商進入這一領(lǐng)域。 Linux 為嵌入操作系統(tǒng)提供了一個極有吸引力的選擇，它是個和 Unix 相似、以核心為基礎(chǔ)的、完全內(nèi)存保護、多任務(wù)多進程的操作系統(tǒng)。支持廣泛的計算機硬件 ,包括X86,Alpha,Sparc,MIPS,PPC,ARM,NEC,MOTOROLA 等現(xiàn)有的大部分芯片。程式源碼全部公開，任何人可以修改并在 GNU 通用公共許可證 (GNU General Public License)下發(fā)行 ,這樣，開發(fā)人員可以對操作系統(tǒng)進行定制，再也不必?fù)?dān)心像 MS windows 操作系統(tǒng)中 后門 的威脅。同時由于有 GPL 的控制 ,大家開發(fā)的東西大都相互兼容，不會走向分裂之路。 Linux用戶遇到問題時可以通過 Inter 向網(wǎng)上成千上萬的 Linux 開發(fā)者請教 ,這使最困難的問題也有辦法解決。 Linux 帶有 Unix 用戶熟悉的完善的開發(fā)工具，幾乎所有的 Unix 系統(tǒng)的應(yīng)用軟件都已移植到了 Linux 上。 Linux 還提供了強大的網(wǎng)絡(luò)功能，有多種可選擇窗口管理畢業(yè)設(shè)計論文 7 器（ X windows）。其強大的語言編譯器 gcc、 g++等也可以很容易得到。不但成熟完善、而且使用方便 [7]。 選擇 Linux 的原因： 。 Linux 已經(jīng)被移植到多種硬件平臺，這對受開銷、時間限制的研究與開發(fā)項目是很有吸引力的。原型可以在標(biāo)準(zhǔn)平臺上開發(fā)然后移植到具體的硬件上，加快了軟件與硬件的開發(fā)過程。 可以隨意地配置不需 要任何的許可證或商家的合作關(guān)系。 ，源代碼可以得到。這是最吸引人的。毫無疑問，這會節(jié)省大量的開發(fā)費用。 。 的高度模塊化使添加部件非常容易。 在臺式機上的成功，使大家看到了 Linux 在嵌入式系統(tǒng)中的輝煌前景。 ARM9 硬件平臺 ARM 簡介 廣義地講，凡是帶有微處理器的專用軟硬件系統(tǒng)都可以稱為嵌入式系統(tǒng)。它是嵌入到對象體系中的專用計算機系統(tǒng)，以應(yīng)用為中心，以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積 、功耗等嚴(yán)格要求的專用計算機系統(tǒng)。 ARM 作為嵌入式系統(tǒng)得核心，既可以認(rèn)為是一個公司的名字，也可以認(rèn)為是對一類微處理器的通稱，還可以認(rèn)為是一種技術(shù)的名字，目前非常流行的 ARM 內(nèi)核有 ARM7TDMStrongARM、 ARM720T、 ARM9TDM ARM920T、 ARM940T、 ARM946T、 ARM966T、ARM10TDM1 等。本文所討論的目標(biāo)板的 CPU 為 ARM920T 內(nèi)核的三星 S3C2410 芯片。下面介紹該微處理器的特點及其應(yīng)用領(lǐng)域。 ARM9 系列微處理器在高性能和低功耗特性方面提供最佳的性能。它具 有以下特點： ? 提供 ； ? 支持 32 位 ARM 指令集和 16 位 Thumb 指令集； ? 支持 32 位高速 AMBA 總線接口； ? 全性能 MMU，支持 Windows CE、 Linux、 Palm OS 等主流嵌入式操作系統(tǒng)； ? MPU 支持實時操作系統(tǒng)； ? 支持?jǐn)?shù)據(jù) Cache 和指令 Cache，具有更高的指令和數(shù)據(jù)處理能力。 ARM9 系列微處理器主要應(yīng)用于無線設(shè)備、儀器儀表、安全系統(tǒng)、機頂盒、高端打印機、數(shù)字照相機和數(shù)字?jǐn)z像機等。它包含 ARM920T、 ARM922T 和 ARM940T 三種類型，以適用于不同的應(yīng) 用場合。 S3C2410X 是一款由 Samsung 公司設(shè)計的低功耗、高集成度的基于 ARM920T 核的微處理器。這款芯片集成了以下部件： 16KB 指令 Cache、 16KB 數(shù)據(jù) Cache、 MMU、外部存儲控制器、 LCD 控制器（ STN 和 TFT）、 NAND Flash 控制器、 4 個 DMA 通道、 3 個 URT通道、一個 I2C 總線控制器、一個 I2S 總線控制器，以及 4 個 PWN 和 1 個內(nèi)部定時器、畢業(yè)設(shè)計論文 8 通用 I/O 口、實時時鐘、 8 通道 10 位 ADC 和觸摸屏接口、 USB 主、 USB 從、 SD/MMC卡接口等?，F(xiàn)在它廣泛應(yīng)用于 PDA、移動通信、路由器、 工業(yè)控制等領(lǐng)域 [3] 。 JXARM92410 ARM 嵌入式教學(xué)實驗系統(tǒng) JXARM92410 教學(xué)實驗系統(tǒng)是一套硬軟件集成的、基于 ARM 的完整教學(xué)實驗系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含豐富的硬件資源、完善而優(yōu)越的調(diào)試手段和詳盡的教學(xué)實驗教程 [9]。 JXARM92410 目標(biāo)處理器采用 Samsung 公司的 S3C2410X 微處理器，開發(fā)平臺采用武漢創(chuàng)維特信息技術(shù)有限公司的 ADT 集成開發(fā)環(huán)境，嵌入式開發(fā)的所有過程都可在該環(huán)境下完成。系統(tǒng)有以下組成部分： ? ADT IDE 集成開發(fā)環(huán)境； ? ADT Emulator for ARM JTAG 仿真器； ? JXARM92410 系列教學(xué)實驗箱； ? 各種連接線、電源適配器以及實驗指導(dǎo)書等； ? 教學(xué)實驗系統(tǒng)配套光盤。 JXARM92410 ARM 教學(xué)實驗系統(tǒng)基本實驗?zāi)Ｐ腿鐖D 1 所示 : 圖 畢業(yè)設(shè)計論文 9 第三章 嵌入式 Web 服務(wù)器 概述 隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)已成為計算機領(lǐng)域的一格重要組成部分。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，使得 B/S（客戶端 /服務(wù)器）應(yīng)用方式已成為一種潮流。它的基礎(chǔ)是客戶端要有一個瀏覽器程序，服務(wù)器端要有一個對應(yīng)的 Web 服務(wù)器。一般網(wǎng)站 都采用大型的通用 Web 服務(wù)器，但對于一般的管理信息系統(tǒng)或中小型應(yīng)用系統(tǒng)，所需的功能比較簡單，如仍采用通用 Web 服務(wù)器，無疑是資源的浪費。解決方法是使用功能相對簡單，體積更小、消耗資源更少的簡單 Web 服務(wù)器，于是嵌入式 Web 服務(wù)器就應(yīng)運而生了。 Web 服務(wù)器原理 從功能上來講， Web 服務(wù)器監(jiān)聽用戶機的服務(wù)請求，根據(jù)用戶請求的類型提供相應(yīng)得服務(wù)。用戶端使用 Web 瀏覽器和 Web 服務(wù)器進行通信。 Web 服務(wù)器在接受到用戶端的請求后，處理用戶請求并返回需要的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)通常以格式固定、含有文本和圖片的頁面出現(xiàn) 在用戶端瀏覽器。 嵌入式 Web 服務(wù)器實現(xiàn)原理 嵌入式 Web 服務(wù)器是指將 Web 服務(wù)器引入到現(xiàn)場嵌入式設(shè)備中，并駐留其中有限的代碼空間內(nèi)。與傳統(tǒng)的 Web 應(yīng)用相比，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并將信息采集和信息發(fā)布都集成到現(xiàn)場的嵌入式設(shè)備中。在相應(yīng)得軟硬件平臺支持下，利用標(biāo)準(zhǔn)的接口形式和通信協(xié)議，內(nèi)嵌于嵌入式設(shè)備的 Web 服務(wù)器可以向任何接入到它所在網(wǎng)絡(luò)的合法用戶提供統(tǒng)一的基于瀏覽器方式的操作和控制界面，此時瀏覽器成了設(shè)備的前端控制板。當(dāng)前在嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域，嵌入式系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍度胧?WebServer,大體可分為 2 種實現(xiàn)方 案 [1]：（ 1）基于網(wǎng)關(guān)服務(wù)器的嵌入式設(shè)備 Inter 接入；（ 2）直接實現(xiàn) TCP/IP 的嵌入式設(shè)備 Inter 接入。本課題中采用第二種實現(xiàn)方案。 TCP/IP 協(xié)議 TCP/IP（傳輸控制協(xié)議 /網(wǎng)間協(xié)議）是一種網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，它規(guī)范了網(wǎng)絡(luò)上的所有通信設(shè)備，尤其是一個主機與另一個主機之間的數(shù)據(jù)往來格式以及傳送方式。 TCP/IP 是 Inter的基礎(chǔ)協(xié)議，也是一種電腦數(shù)據(jù)打包和尋址的標(biāo)準(zhǔn)方法。在數(shù)據(jù)傳送中，可以形象地理解為有兩個信封， TCP 和 IP 就像是信封，要傳遞的信息被劃分成若干段，每一段塞 入一個TCP 信封，并在該信封面上記錄有分段號的信息，再將 TCP 信封塞入 IP 大信封，發(fā)送上網(wǎng)。在接受端，一個 TCP 軟件包收集信封，抽出數(shù)據(jù)，按發(fā)送前的順序還原，并加以校驗，畢業(yè)設(shè)計論文 10 若發(fā)現(xiàn)差