【文章內(nèi)容簡介】 STN 和 TFT)， NAND Flash 控制器， 4 個 DMA 通道， 3 通道 UART， 1個 I2C 總線控制器，一個 I2S 總線控制器，以及 4 通道 PWM 定時器和一個內(nèi)部定時器，通用 I/O 口，實時時鐘， 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 以及時鐘鎖相環(huán) PLL 等。 S3C2410X片上外設(shè)詳細介紹如下 ： ⑴ 核心電壓， 存儲器電壓， 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 主 設(shè)備接口， 從設(shè)備接口 ； ⑼ 4 通道 PWM 計時器和一個通道內(nèi)部計時器 ； 9 ⑽ 看門狗計時器 ； ⑾ 117 個通用刀 I/O 口， 24 個外部中斷源 ； 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 128M 的存儲器 Bank 地址空間 (總共 1GB 容量 )，每個 Bank 支持 8/16/32 位數(shù)據(jù)總線編程，有一個起始地址和大小可編程的 Bank7 和 7 個起始地址固定的 Bank(0~6)，所有的內(nèi)存 Bank 都可以編程尋址周期，支持外部等待信號延長總線周期。支持 SDRAM 自動刷新，支持多種類型的 ROM 啟動，包括 ： NOR/NANDFlash、 EEPROM 等。 在芯片啟動方式上， S3C2410X 支持 NORFlash 啟動，也支持 NANDFlash啟動。 NANDFlash容量大、價格低，不過啟動速度沒有 NORFlash快。從 NORFlash啟動時，要把 Flash 芯片的首地址映射到 Ox00000000 位置，系統(tǒng)啟動后，燒錄在 NORFlash 里面的啟動程序本身把自己從 Flash 中搬到 RAM 中運行 ； 從NANDFlash 啟動，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 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)場測試和控制設(shè)備中，在相應(yīng)的硬件平臺和軟件系統(tǒng)的支持下，使傳統(tǒng)的 測試和控制設(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)測試和控制設(shè)備。實現(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HTTP協(xié)議與嵌入式服務(wù)器交互，服務(wù)器內(nèi)部通過動態(tài)網(wǎng)頁技術(shù)實現(xiàn)與嵌入式系 10 統(tǒng)的信息交互。 為達到遠程訪問動態(tài)頁面的目的，必須使客戶機能同本地系統(tǒng)進行交互，這種交互可以使用很多種方法來實現(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。對于在嵌入式 環(huán)境下運行的 Web服務(wù)器沒有足夠的空間運行 PHP， JSP， ASP等腳本的解釋器模塊，同時由于嵌入式 Web服務(wù)器一般都是用來控制設(shè)備的，所以用底層語言開發(fā)更為合適，而 CGI腳本對于語言沒有限 制，可以選擇任何適合的語言。 硬件平臺設(shè)計 在本設(shè)計中，充分利用了 S3C2410X 所繼承的片上資源，只需要擴充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)計的嵌入式 Web 服務(wù)器系統(tǒng)軟件主要由 HTTP Web Server 守護任務(wù)模塊、 CGI 程序和網(wǎng)絡(luò)通信模塊三部分組成。 下面簡單敘述其工作過程： 服務(wù)器端軟件的守護進程始終在 HTTP 端口 80 守侯客戶的連接請求，當(dāng)客戶端向服務(wù)器端發(fā)起一個連接請求后，客戶和服務(wù)器之間經(jīng)過 3 次握手建立起連接。守護程序在接收到客戶端 HTTP 請求消息后，對其進行解析，包括讀取URL，映射到對應(yīng)的物理文件，區(qū)分客戶端請求的資源是靜態(tài)文本頁面還是 CGI應(yīng)用程序等。如 果客戶請求的是靜態(tài)文件，那么守護任務(wù)程序讀取相應(yīng)的文件 11 作為 HTTP 響應(yīng)消息中的實體返回給客戶端，客戶端瀏覽器通過解碼讀取相應(yīng)的內(nèi)容并顯示出來。如果客戶端的請求是 CGI 應(yīng)用程序，那么服務(wù)器將創(chuàng)建相應(yīng)的 CGI 應(yīng)用程序進程，并將各種信息 (如客戶端請求信息和服務(wù)器的相關(guān)信息等 )按 CGI 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范傳遞給 CGI 應(yīng)用程序進程，接著由此 CGI 進程接管對服務(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 傳遞來的各種信息，并對客戶端的請求進行解析和處理，最后 CGI 應(yīng)用程序會將處理結(jié)果按照 CGI 規(guī)范 返回給 HTTP Web Server， HTTP Web Server 會對 CGI 應(yīng)用程序的處理結(jié)果進行解析，并在此基礎(chǔ)上生成 HTTP 響應(yīng)信息返回給客戶端。 HTTP采用請求 /響應(yīng)的握手方式。其工作的基本過程是：建立連接、發(fā)出請求、進行響應(yīng)和結(jié)束連接。另外，在 HTTP/ (Keepalive)的概念，即服務(wù)器在服務(wù)完一個請求之后，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的工作過程如圖 22所示。 圖 22 HTTP工作過程 HTTP的詳細工作過程如下： ⑴ 建立連接 連接的建立是通過申請?zhí)捉幼謱崿F(xiàn)的?？蛻舸蜷_一個套接字并把它約束在一個端口上，如果成功，就相當(dāng)于建立了一個虛擬文件，以后就可以在該虛擬文件上進行讀寫。 ⑵ 發(fā)出請求 打開一個連接后，客戶機把請求消息送到服務(wù)器的連接端口上，請求方式為：統(tǒng)一資源標(biāo)識符 (URL)、協(xié)議版本號、后邊是 MIME信息 (包括請求修飾符、客戶端信息和可能的內(nèi)容 )。這個端口一般是 80，完成提出請求動作。 ⑶ 進 行響應(yīng) 12 服務(wù)器處理完客戶的請求之后，向客戶機發(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)器雙方都可以通過關(guān)閉套接字來結(jié)束對話，一般情況下服務(wù)器發(fā)送完客戶端請求的文件后會主動關(guān)閉套接字。 嵌入式 Web Server 服務(wù)器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 整個系統(tǒng)采用 B/S 模式，連接到 Inter 的計算機通過瀏覽器訪問嵌入式Web 服務(wù)器，實現(xiàn)靜態(tài)或者動態(tài)網(wǎng)頁的訪問。該模式使用簡單，便于維護，擴展性好，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)器的實現(xiàn) 建立嵌入式開發(fā)平臺 Linux 交叉開發(fā)模式 Linux 交叉開發(fā)采用宿主機和目標(biāo)機的模式進行。宿主機是一臺運行 Linux的 PC 機，目標(biāo)機即 JXARM92410 教學(xué)實驗系統(tǒng)。開發(fā)時使用宿主機上的交叉編譯、匯編及連接工具形成可執(zhí)行的二進制代碼，這種代碼并不能在宿主機上執(zhí)行，而只能在目標(biāo)機上執(zhí)行。然后把可執(zhí)行文件下載到目標(biāo)機上運行。 在主機的 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 Linux 進行配置 (make menuconfig)并選擇適合本系統(tǒng)的相 13 關(guān)配置，配置完成后進行編譯生成 Linux 映像文件 zImage。然后通過 uboot 的tftp 命令將該文件下載到目標(biāo)板并執(zhí)行。 Linux 宿主機環(huán)境的建立與安裝 嵌入式開發(fā)通常要求宿主機配置有網(wǎng)絡(luò)，支持 NFS(為 Linux 應(yīng)用程序開發(fā)時使用 )，支持 TFTP 服務(wù)器 (為內(nèi)核下載和燒寫使用 )。然后要在宿主機上建立交叉編譯調(diào)試的開發(fā)環(huán)境。因此在宿主機上安裝的 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 為例進行說明。 安裝 Red hat ，安裝時請選擇完全安裝，即選擇 Custom 定制安裝，在配置 Firewall 時請選擇 No Firewall，在選擇軟件 Package 時選擇最后一項：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，對于一般常見的 RTL8139 網(wǎng)卡，REDHAT 及更高版本可以自動識別并自動裝好，不要用戶參與，因此建議使用該網(wǎng)卡。 然后配置宿主機 IP，本系統(tǒng)設(shè)計過程中均假設(shè)宿主機的 IP 地址為 ： [root@localhost root]ifconfig eth0 ⑶ 配置 TFTP 服務(wù)器： 開通宿主機上的 TFTP 服務(wù)，對于 Red hat ，在宿主機上 執(zhí)行 ： [root@localhost root]setup 選擇 System services，如圖 31 所示。 14 圖 31 將其中的 tftp 一項選中，如圖 32 所示。 圖 32 去掉 ipchains 和 iptables 兩項服務(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 TFTP 服務(wù)： [root@localhost root]service xid restart 配置完成后，自己 tftp 自己，測試 TFTP 是否可用，在宿主機上執(zhí)行： 16 cp /home/cvtech/jx2410/images/zImage /tftpboot/ tftp tftpget zImage 結(jié)果如圖 35 所示。 圖 35 此時表示 TFTP 服務(wù)器配置成功了。若彈出信息說： 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： 檢查宿主機端的 TFTP 服務(wù)是否已經(jīng)開通 ,此步驟只在第一次時使用，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 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)的請大家確認防火墻沒有限制 nfs 服務(wù)，并 且，在系統(tǒng)服務(wù)中 portmap 服務(wù)是啟動運行的。 圖 36 現(xiàn)在我們測試一下 nfs 服務(wù)，假設(shè)有 nfs 服務(wù)的主機的 IP 為 ，我們在 上測試。 首先在 上建立目錄 /home/tmp。 然后用超級用戶執(zhí)行下列命令 ： [root@localhost root]mount :/tftpboot /home/tmp 這樣，將 上的目錄 ―/tftpboot‖通過 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作為超級終端，因此首先必須正確配置超級終端。在宿主機端 Linux下執(zhí)行： [root@localhost root]mini –s 結(jié)果如圖 37 所示。 18 圖 37