【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 STN 和 TFT)， NAND Flash 控制器， 4 個(gè) DMA 通道， 3 通道 UART， 1個(gè) I2C 總線控制器，一個(gè) I2S 總線控制器，以及 4 通道 PWM 定時(shí)器和一個(gè)內(nèi)部定時(shí)器，通用 I/O 口，實(shí)時(shí)時(shí)鐘， 8 通道 10 位 ADC 和觸摸屏接口， USB 主 /從口， SD/MMC 卡接口，還有 2 通道 SPI 以及時(shí)鐘鎖相環(huán) PLL 等。 S3C2410X片上外設(shè)詳細(xì)介紹如下 ： ⑴ 核心電壓， 存儲(chǔ)器電壓， 外部 I/O 電壓 ； ⑵ 外存控制器 (SDRAM 控制器和 片選邏輯 )； ⑶ LCD 控制器 (支持 4K 色 STN 和 256K 色 TFT 顯示 )； ⑷ 帶外部請(qǐng)求管腳的 4 通道 DMA； ⑸ 3 通道 UART(， 16 字節(jié) TxFIFO 和 16 字節(jié) RxFIFO)， 2 通道SPI； ⑹ 1 通道主 IIC 總線和 1 通道 IIC 控制器 ； ⑺ 版本 SD 接口，兼容 版本 MMC 接口 ； ⑻ 2 個(gè) 主 設(shè)備接口， 從設(shè)備接口 ； ⑼ 4 通道 PWM 計(jì)時(shí)器和一個(gè)通道內(nèi)部計(jì)時(shí)器 ； 9 ⑽ 看門狗計(jì)時(shí)器 ； ⑾ 117 個(gè)通用刀 I/O 口， 24 個(gè)外部中斷源 ； ⑿ 電源模式 :正常，低功耗，空閑和掉電模式 ； ⒀ 8 通道 10 比特 ADC 和觸摸屏接口 ； ⒁ 帶日歷功能的 RTC(Real Time Controller)； ⒂ 片上帶 PLL 時(shí)鐘發(fā)生器。 S3C2410X 擁有豐富的片上外設(shè)資源，大大的減少的外圍器件的需求，增加了系統(tǒng)的集成度和可靠性。在存儲(chǔ)器系統(tǒng)管理方面，該芯片支持大端 (Big Endian)和小端 (Little Endian)處理器模式，支持 8 個(gè) 128M 的存儲(chǔ)器 Bank 地址空間 (總共 1GB 容量 )，每個(gè) Bank 支持 8/16/32 位數(shù)據(jù)總線編程，有一個(gè)起始地址和大小可編程的 Bank7 和 7 個(gè)起始地址固定的 Bank(0~6)，所有的內(nèi)存 Bank 都可以編程尋址周期，支持外部等待信號(hào)延長(zhǎng)總線周期。支持 SDRAM 自動(dòng)刷新，支持多種類型的 ROM 啟動(dòng)，包括 ： NOR/NANDFlash、 EEPROM 等。 在芯片啟動(dòng)方式上， S3C2410X 支持 NORFlash 啟動(dòng)，也支持 NANDFlash啟動(dòng)。 NANDFlash容量大、價(jià)格低，不過(guò)啟動(dòng)速度沒(méi)有 NORFlash快。從 NORFlash啟動(dòng)時(shí)，要把 Flash 芯片的首地址映射到 Ox00000000 位置，系統(tǒng)啟動(dòng)后，燒錄在 NORFlash 里面的啟動(dòng)程序本身把自己從 Flash 中搬到 RAM 中運(yùn)行 ； 從NANDFlash 啟動(dòng)，可將引導(dǎo)程序加載程序、操作系統(tǒng)映象以及應(yīng)用程序映象存放在外部 NANDFlash 中，設(shè)備上電復(fù)位后，片內(nèi) NANDFlash 控制器訪問(wèn)接口，把 NANDFlash 的前 4K 搬到 S3C24l0X 的內(nèi)部 RAM 中，并把內(nèi)部 RAM 的首地址設(shè)為 0x00000000， CPU 從 0x00000000 開始執(zhí)行。在 NANDFlash 的前 4K 代碼中，需要包含從 NANDFlash 把下載程序其余部分裝入 RAM 的程序。 系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì) 嵌入式 Web服務(wù)器 (EWS． Embedded Web Server)是指將 Web服務(wù)器引入到現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和控制設(shè)備中，在相應(yīng)的硬件平臺(tái)和軟件系統(tǒng)的支持下，使傳統(tǒng)的 測(cè)試和控制設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)榫邆淞艘?TCP/IP為底層通信協(xié)議， Web技術(shù)為核心的基于互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)測(cè)試和控制設(shè)備。實(shí)現(xiàn)嵌入式 Web服務(wù)器的關(guān)鍵技術(shù)主要有 HTTP協(xié)議和通用網(wǎng)關(guān)接口 CGI。嵌入式 Web服務(wù)器的原理與通用服務(wù)器的類似，瀏覽器通過(guò)HTTP協(xié)議與嵌入式服務(wù)器交互，服務(wù)器內(nèi)部通過(guò)動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)與嵌入式系 10 統(tǒng)的信息交互。 為達(dá)到遠(yuǎn)程訪問(wèn)動(dòng)態(tài)頁(yè)面的目的，必須使客戶機(jī)能同本地系統(tǒng)進(jìn)行交互，這種交互可以使用很多種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，如 SSI， Java Served等，但目前最適合嵌入式系統(tǒng)的是通用網(wǎng)關(guān)接口 CGI。對(duì)于在嵌入式 環(huán)境下運(yùn)行的 Web服務(wù)器沒(méi)有足夠的空間運(yùn)行 PHP， JSP， ASP等腳本的解釋器模塊，同時(shí)由于嵌入式 Web服務(wù)器一般都是用來(lái)控制設(shè)備的，所以用底層語(yǔ)言開發(fā)更為合適，而 CGI腳本對(duì)于語(yǔ)言沒(méi)有限 制，可以選擇任何適合的語(yǔ)言。 硬件平臺(tái)設(shè)計(jì) 在本設(shè)計(jì)中，充分利用了 S3C2410X 所繼承的片上資源，只需要擴(kuò)充SDRAM、 NORFlash、 NANDFlash、 Etherner Interface、 RS232 Interface、 Power等模塊。其硬件邏輯結(jié)構(gòu)框圖如圖 21 所示。 圖 21 嵌入式 WEB服務(wù) 器的硬件結(jié)構(gòu)圖 嵌入式 Web Server 服務(wù)器工作原理 本設(shè)計(jì)的嵌入式 Web 服務(wù)器系統(tǒng)軟件主要由 HTTP Web Server 守護(hù)任務(wù)模塊、 CGI 程序和網(wǎng)絡(luò)通信模塊三部分組成。 下面簡(jiǎn)單敘述其工作過(guò)程： 服務(wù)器端軟件的守護(hù)進(jìn)程始終在 HTTP 端口 80 守侯客戶的連接請(qǐng)求，當(dāng)客戶端向服務(wù)器端發(fā)起一個(gè)連接請(qǐng)求后，客戶和服務(wù)器之間經(jīng)過(guò) 3 次握手建立起連接。守護(hù)程序在接收到客戶端 HTTP 請(qǐng)求消息后，對(duì)其進(jìn)行解析，包括讀取URL，映射到對(duì)應(yīng)的物理文件，區(qū)分客戶端請(qǐng)求的資源是靜態(tài)文本頁(yè)面還是 CGI應(yīng)用程序等。如 果客戶請(qǐng)求的是靜態(tài)文件，那么守護(hù)任務(wù)程序讀取相應(yīng)的文件 11 作為 HTTP 響應(yīng)消息中的實(shí)體返回給客戶端，客戶端瀏覽器通過(guò)解碼讀取相應(yīng)的內(nèi)容并顯示出來(lái)。如果客戶端的請(qǐng)求是 CGI 應(yīng)用程序，那么服務(wù)器將創(chuàng)建相應(yīng)的 CGI 應(yīng)用程序進(jìn)程，并將各種信息 (如客戶端請(qǐng)求信息和服務(wù)器的相關(guān)信息等 )按 CGI 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范傳遞給 CGI 應(yīng)用程序進(jìn)程，接著由此 CGI 進(jìn)程接管對(duì)服務(wù)器需要完成的相關(guān)操作的控制。 CGI 應(yīng)用程序讀取從 HTTP Web Server 傳遞來(lái)的各種信息，并對(duì)客戶端的請(qǐng)求進(jìn)行解析和處理，最后 CGI 應(yīng)用程序會(huì)將處理結(jié)果按照 CGI 規(guī)范 返回給 HTTP Web Server， HTTP Web Server 會(huì)對(duì) CGI 應(yīng)用程序的處理結(jié)果進(jìn)行解析，并在此基礎(chǔ)上生成 HTTP 響應(yīng)信息返回給客戶端。 HTTP采用請(qǐng)求 /響應(yīng)的握手方式。其工作的基本過(guò)程是：建立連接、發(fā)出請(qǐng)求、進(jìn)行響應(yīng)和結(jié)束連接。另外，在 HTTP/ (Keepalive)的概念，即服務(wù)器在服務(wù)完一個(gè)請(qǐng)求之后，并不立即關(guān)閉連接，而是在服務(wù)了一定數(shù)量的客戶請(qǐng)求或在客戶明確提出關(guān)閉連接指令之后關(guān)閉連接。 HTTP的工作過(guò)程如圖 22所示。 圖 22 HTTP工作過(guò)程 HTTP的詳細(xì)工作過(guò)程如下： ⑴ 建立連接 連接的建立是通過(guò)申請(qǐng)?zhí)捉幼謱?shí)現(xiàn)的?？蛻舸蜷_一個(gè)套接字并把它約束在一個(gè)端口上，如果成功，就相當(dāng)于建立了一個(gè)虛擬文件，以后就可以在該虛擬文件上進(jìn)行讀寫。 ⑵ 發(fā)出請(qǐng)求 打開一個(gè)連接后，客戶機(jī)把請(qǐng)求消息送到服務(wù)器的連接端口上，請(qǐng)求方式為：統(tǒng)一資源標(biāo)識(shí)符 (URL)、協(xié)議版本號(hào)、后邊是 MIME信息 (包括請(qǐng)求修飾符、客戶端信息和可能的內(nèi)容 )。這個(gè)端口一般是 80，完成提出請(qǐng)求動(dòng)作。 ⑶ 進(jìn) 行響應(yīng) 12 服務(wù)器處理完客戶的請(qǐng)求之后，向客戶機(jī)發(fā)送帶有數(shù)據(jù)的 HTTP響應(yīng)消息。 ⑷ 結(jié)束連接 客戶和服務(wù)器雙方都可以通過(guò)關(guān)閉套接字來(lái)結(jié)束對(duì)話，一般情況下服務(wù)器發(fā)送完客戶端請(qǐng)求的文件后會(huì)主動(dòng)關(guān)閉套接字。 嵌入式 Web Server 服務(wù)器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 整個(gè)系統(tǒng)采用 B/S 模式，連接到 Inter 的計(jì)算機(jī)通過(guò)瀏覽器訪問(wèn)嵌入式Web 服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)靜態(tài)或者動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)的訪問(wèn)。該模式使用簡(jiǎn)單，便于維護(hù)，擴(kuò)展性好，因此已成為主流，典型的嵌入式 Web 服務(wù)器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖 23 所示。 圖 23 嵌入式 WEB服務(wù)器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 3 嵌入式 Web Server 服務(wù)器的實(shí)現(xiàn) 建立嵌入式開發(fā)平臺(tái) Linux 交叉開發(fā)模式 Linux 交叉開發(fā)采用宿主機(jī)和目標(biāo)機(jī)的模式進(jìn)行。宿主機(jī)是一臺(tái)運(yùn)行 Linux的 PC 機(jī)，目標(biāo)機(jī)即 JXARM92410 教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。開發(fā)時(shí)使用宿主機(jī)上的交叉編譯、匯編及連接工具形成可執(zhí)行的二進(jìn)制代碼，這種代碼并不能在宿主機(jī)上執(zhí)行，而只能在目標(biāo)機(jī)上執(zhí)行。然后把可執(zhí)行文件下載到目標(biāo)機(jī)上運(yùn)行。 在主機(jī)的 RedHat Linux 操作系統(tǒng)下安裝 Linux 發(fā)行包以及 交叉編譯器armlinuxgcc。然后對(duì) Linux 進(jìn)行配置 (make menuconfig)并選擇適合本系統(tǒng)的相 13 關(guān)配置，配置完成后進(jìn)行編譯生成 Linux 映像文件 zImage。然后通過(guò) uboot 的tftp 命令將該文件下載到目標(biāo)板并執(zhí)行。 Linux 宿主機(jī)環(huán)境的建立與安裝 嵌入式開發(fā)通常要求宿主機(jī)配置有網(wǎng)絡(luò)，支持 NFS(為 Linux 應(yīng)用程序開發(fā)時(shí)使用 )，支持 TFTP 服務(wù)器 (為內(nèi)核下載和燒寫使用 )。然后要在宿主機(jī)上建立交叉編譯調(diào)試的開發(fā)環(huán)境。因此在宿主機(jī)上安裝的 Red hat 必須具備以 上條件。 ⑴ 安裝 Linux： ① 建議首先在 window 下使用 patronage 工具軟件分配出大約 4G 的自由磁盤空間。 ② 將 Red Hat 光盤插入光驅(qū)中，本例中以 Red Hat 為例進(jìn)行說(shuō)明。 安裝 Red hat ，安裝時(shí)請(qǐng)選擇完全安裝，即選擇 Custom 定制安裝，在配置 Firewall 時(shí)請(qǐng)選擇 No Firewall，在選擇軟件 Package 時(shí)選擇最后一項(xiàng)：everything，即完全安裝。 ⑵ 配置以太網(wǎng)： 前提必須是以太網(wǎng)卡已經(jīng)配置正確，對(duì)于一般常見的 RTL8139 網(wǎng)卡，REDHAT 及更高版本可以自動(dòng)識(shí)別并自動(dòng)裝好，不要用戶參與，因此建議使用該網(wǎng)卡。 然后配置宿主機(jī) IP，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中均假設(shè)宿主機(jī)的 IP 地址為 ： [root@localhost root]ifconfig eth0 ⑶ 配置 TFTP 服務(wù)器： 開通宿主機(jī)上的 TFTP 服務(wù)，對(duì)于 Red hat ，在宿主機(jī)上 執(zhí)行 ： [root@localhost root]setup 選擇 System services，如圖 31 所示。 14 圖 31 將其中的 tftp 一項(xiàng)選中，如圖 32 所示。 圖 32 去掉 ipchains 和 iptables 兩項(xiàng)服務(wù)，如圖 33 所示。 15 圖 33 選擇 Firewall configuration，選中 No firewall，如圖 34 所示 。 圖 34 最后，退出 setup，執(zhí)行如下命令以啟動(dòng) TFTP 服務(wù)： [root@localhost root]service xid restart 配置完成后，自己 tftp 自己，測(cè)試 TFTP 是否可用，在宿主機(jī)上執(zhí)行： 16 cp /home/cvtech/jx2410/images/zImage /tftpboot/ tftp tftpget zImage 結(jié)果如圖 35 所示。 圖 35 此時(shí)表示 TFTP 服務(wù)器配置成功了。若彈出信息說(shuō)： Timed out，則表明未成功，或者用如下命令查看 tftp 服務(wù)是否開通： [root@localhost root]stat a|grep tftp 若 TFTP 服務(wù)器沒(méi)有配置成功，需要按照上述步驟重新檢查一遍。 注意： 檢查宿主機(jī)端的 TFTP 服務(wù)是否已經(jīng)開通 ,此步驟只在第一次時(shí)使用，以后可忽略。 ⑷ 配置 NFS 服務(wù)器： 編輯 /etc/exports 文件，設(shè)置如下： [root@localhost root]vi /etc/exports 在該空文件中添加如下行： / (rw) 然后重新啟動(dòng) nfs 服務(wù)，剛才的設(shè)置就生效了，如圖 36 所示。 17 注意：在使用 nfs 服務(wù)的請(qǐng)大家確認(rèn)防火墻沒(méi)有限制 nfs 服務(wù)，并 且，在系統(tǒng)服務(wù)中 portmap 服務(wù)是啟動(dòng)運(yùn)行的。 圖 36 現(xiàn)在我們測(cè)試一下 nfs 服務(wù)，假設(shè)有 nfs 服務(wù)的主機(jī)的 IP 為 ，我們?cè)? 上測(cè)試。 首先在 上建立目錄 /home/tmp。 然后用超級(jí)用戶執(zhí)行下列命令 ： [root@localhost root]mount :/tftpboot /home/tmp 這樣，將 上的目錄 ―/tftpboot‖通過(guò) NFS 掛載到了 的目錄 ―/home/tmp‖上，在 上查看一下目錄 ―/home/tmp‖里面的內(nèi)容是否和 上目錄 ―/tftpboot‖里面的內(nèi)容完全一樣，確定 NFS 服務(wù)可用。 ⑸ 設(shè)置 mini 在 Linux操作系統(tǒng)下，使用 mini作為超級(jí)終端，因此首先必須正確配置超級(jí)終端。在宿主機(jī)端 Linux下執(zhí)行： [root@localhost root]mini –s 結(jié)果如圖 37 所示。 18 圖 37