【正文】 及所選用的芯片廠商等信息，進(jìn)行系統(tǒng)的配置，主要是根據(jù)以上信息描述，進(jìn)行設(shè)置。進(jìn)入 Linux 內(nèi)核配內(nèi)核資源的界面，如圖 所示。圖 內(nèi) 核 資 源 界 面配置完畢后選擇 Exit，然后在提示下是否保存的時(shí)候選擇保存， 配置完畢后，選擇 Exit，在對(duì)話提示選擇保存。 　　　第 23 頁（4）建立源代碼文件依賴關(guān)系( 第一次必須執(zhí)行)執(zhí)行命令：make dep（5）編譯內(nèi)核執(zhí)行命令： make第（4）和第（5）進(jìn)行內(nèi)核的編譯，執(zhí)行的時(shí)間會(huì)比較長(zhǎng)。執(zhí)行結(jié)束后，會(huì)得到我們需要的兩個(gè)目錄：ROMfs 文件和 images 內(nèi)核文件。在 ROMfs 文件中存放嵌入式系統(tǒng)運(yùn)行所需要的應(yīng)用程序。Images 內(nèi)核文件主要存放那個(gè)內(nèi)核目錄。 經(jīng)過以上程序，uClinux 的內(nèi)核編譯全部完成。 構(gòu)建文件系統(tǒng)構(gòu)建文件系統(tǒng)就是在物理設(shè)備上構(gòu)建文件組織和目錄，便于系統(tǒng)進(jìn)行文件的組織和管理，它是 uClinux 系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)條件。uClinux 系統(tǒng)的所有有效數(shù)據(jù)，包括用程序、庫、系統(tǒng)文件和用戶文件都按照目錄存放在文件系統(tǒng)中。uClinux 系統(tǒng)的文件系統(tǒng)，在組織上按照樹狀結(jié)構(gòu)的方式進(jìn)行組織，也就是頂部是根目錄，從根向下進(jìn)行分支，通常把文件系統(tǒng)的最頂端成為根目錄。uClinux 系統(tǒng)通常只有一個(gè)文件樹，這個(gè)文件樹以樹根“/”作為起點(diǎn)，其它的文件和外部設(shè)備按照樹的形式，掛結(jié)在這個(gè)文件樹上 [25]。uClinux 根目錄下可以見到以下結(jié)構(gòu)：/bin/home/etc/mnt/lost+found/tmp /dev/sbin /var /boot /root/lib /proc /usr設(shè)計(jì)中選擇的 ROMFS 文件系統(tǒng)，主要是考慮到系統(tǒng)的存貯結(jié)構(gòu)。因?yàn)檫@種文件系統(tǒng)的內(nèi)核比較小，通常情況下只有 4000 字節(jié)左右，可以有效的節(jié)約系統(tǒng)的資源。內(nèi)核在連接的時(shí)候，只需要連接到 ROMFS 文件系統(tǒng)，后面用模塊裝載工具把其它相關(guān)的模塊和文件系統(tǒng)裝載進(jìn)來，而不是所有的文件和模塊全部掛接。 ROMFS 文件系統(tǒng)的底層結(jié)構(gòu)也是非常的簡(jiǎn)單，也可以用來進(jìn)行塊設(shè)備的操作。ROMFS 文件系統(tǒng)的構(gòu)成，它的文件系統(tǒng)頭由 16 字節(jié)組成，文件系統(tǒng)名由 4 字節(jié)組成，文件系統(tǒng)的大由 4 字節(jié)組成，其次還有 4 字節(jié)的校驗(yàn)和 4 字節(jié)的卷標(biāo)名。然后就是文件的頭和數(shù)據(jù)了，文件頭也是由 16 字節(jié)組成，開始的是文件模式信 　　　第 24 頁息，通常占用 4 比特的，后面的 28 比特，是這樣分配的：4 字節(jié)為下后一個(gè)文件的地址偏移量，4 字節(jié)為文件的鏈接信息、4 字節(jié)為文件大小、4 字節(jié)為文件的校驗(yàn)和。從后面的第 16 字節(jié)開始，顯示的是文件名和相關(guān)其數(shù)據(jù) [26]。ROMFS 是一種只讀的文件系統(tǒng)，由于它是只讀的，就決定了這個(gè)文件系統(tǒng)是非常小的。如果設(shè)計(jì)中需要一種可寫的文件系統(tǒng)，那么，就需要尋找一種可以在RAM 上使用的可寫文件系統(tǒng)。在設(shè)計(jì)中，根據(jù)需要選擇了 RAMFS 文件系統(tǒng)，這種文件系統(tǒng)可以用于 RAMDISK 文件系統(tǒng)的寫操作，它與 CRAMFS 的結(jié)合可以適合大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)的需求。制作 ramdisk 具體步驟如下 [27]：一般在內(nèi)核編譯時(shí)，支持 ramdisk 的內(nèi)核選項(xiàng)：CONFIG BLK DEV RAM,CONFIG RD RELEASE BLOCKS, CONFIG BLK DEV IlVITRD：同時(shí)在 PC 機(jī)上按照如下的方法來制作：（1）制作映象文件建立虛擬成塊的文件 執(zhí)行命令：dd if=/dev/zero of= bs=1024 count=500格式化生成的塊設(shè)備： 文件執(zhí)行命令：mke2fs –m0 –F （2）配置根文件系統(tǒng)，將 和 加載到主機(jī)文件系統(tǒng)執(zhí)行命令：mount ram /o loop執(zhí)行命令：mount rom/o loop建立在 ramfs 中需要的目錄，也就是在 ram 目錄下建立子目錄。執(zhí)行命令：mkdir ram/bin執(zhí)行命令：mkdir ram/dev執(zhí)行命令：mkdir ram/etc執(zhí)行命令：mkdir ram/var拷貝必須的文件到 ramfs 中執(zhí)行命令：cp –a rom/etc/* ram/etc/執(zhí)行命令：cp –a rom/bin/sh ram/bin/執(zhí)行命令：cp –a rom/bin/init ram/bin/int創(chuàng)建設(shè)備節(jié)點(diǎn)：執(zhí)行命令： mknod ram/dev/ttS0 c 4 64執(zhí)行命令： mknod ram/dev/console c 51執(zhí)行指令的說明：第一條指令創(chuàng)建設(shè)備 ttyS0,即第 0 個(gè)串口設(shè)備，主設(shè)備的號(hào)為 4，從設(shè)備的號(hào)為 64，第二條指令是建立字符設(shè)備 console,即控制 　　　第 25 頁臺(tái)，主設(shè)備號(hào)為 5 從設(shè)備號(hào)為 1。最后卸載 和 的修改已經(jīng)保存。執(zhí)行命令： umount ram執(zhí)行命令： umount rom到此 RAM DISK 制作完畢。內(nèi)核編譯和文件系統(tǒng)構(gòu)建完成以后通過網(wǎng)絡(luò) FTP 的方式把 和 ramdis下載到開發(fā)板上，這樣完成了 uClinux 的移植。. PC 機(jī)上的程序設(shè)計(jì) 嵌入式 TCP /IP 分析 在目前的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中，TCP/IP 是應(yīng)用最廣泛的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。 TCP/IP 的核心是分層的思想，它可以將不同的芯片、系統(tǒng)之間通過一種標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議相互連接起來，做到互聯(lián)互通。需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)以數(shù)據(jù)包的形式進(jìn)行傳輸，這也是 TCP/IP 傳輸?shù)囊粋€(gè)基本單位。通常情況下，在嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用中，數(shù)據(jù)的采集和傳輸是是核心的任務(wù)和功能。對(duì)于嵌入式系統(tǒng)來說，需要根據(jù)系統(tǒng)的特點(diǎn)以及需要完成的功能，靈活選擇相應(yīng)的協(xié)議，因?yàn)榍度胧较到y(tǒng)的資源畢竟有限，處理器的速度和 PC 機(jī)相比，還是有很大的差距。同時(shí)，存貯的空間也是相對(duì)有限，需要的協(xié)議可以選擇，不需要的協(xié)議可以裁減掉，這也是嵌入式系統(tǒng)最大的特點(diǎn)。選擇了相應(yīng)的協(xié)議后，還要根據(jù)系統(tǒng)的功能和需求，進(jìn)行相應(yīng)的分析，特定問題特定處理，這也是嵌入式系統(tǒng)的一個(gè)特點(diǎn)。根據(jù)需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的大小，以及傳輸?shù)乃俣鹊葐栴}，可以采取特別的收發(fā)方式。嵌入式系統(tǒng)的 TCP/IP 協(xié)議棧主要包含 ARP 協(xié)議 IP 協(xié)議，ICMP 協(xié)議，TCP 協(xié)議以及 UDP 協(xié)議等。ARP 主要的功能是進(jìn)行地址的解析，獲取數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈锢淼刂贰Ｒ驗(yàn)榍度胧较到y(tǒng)中數(shù)據(jù)是按照地址進(jìn)行存貯的，當(dāng)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)上的 IP 地址的 ARP 被上傳到網(wǎng)絡(luò)上，就會(huì)收到一個(gè)應(yīng)答，這個(gè)應(yīng)答確認(rèn)物理地址，找到物理地址后，就會(huì)找到相應(yīng)需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，并進(jìn)行傳輸。也就是說，ARP 協(xié)議解決服務(wù)器端和客戶端在通信的時(shí)候 IP 地址物理地址轉(zhuǎn)換。IP 協(xié)議主要用于網(wǎng)絡(luò)之間的相互連接，規(guī)定了進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接時(shí)各個(gè)系統(tǒng)之間必須相互遵守的規(guī)則。在 IP 進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，對(duì)傳輸?shù)?IP 數(shù)據(jù)包進(jìn)行定義，進(jìn)行數(shù)據(jù)包的封裝時(shí)，還包括需要傳輸數(shù)據(jù)的目的地址，數(shù)據(jù)協(xié)議的版本號(hào)等。最后還要對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，以確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性。在 IP 協(xié)議中，給每個(gè)每臺(tái)設(shè)備一個(gè)地址，這個(gè)地址是唯一的，在傳輸過程中，相互傳輸數(shù)據(jù)的設(shè)備根 　　　第 26 頁據(jù) IP 地址就可以找到對(duì)方，同時(shí)把 IP 包解析出來，得到需要的數(shù)據(jù)。ICMP 是一個(gè)報(bào)文協(xié)議，因?yàn)樵?TCP/IP 傳輸過程中需要傳輸一些控制信息，也就是網(wǎng)絡(luò)是否堵塞或者暢通，以及路由的相關(guān)信息等。它可以提供一個(gè)簡(jiǎn)單易懂的網(wǎng)絡(luò)出錯(cuò)的信息，通常使用的 PING 命令就是基于 ICMP 協(xié)議的。TCP 協(xié)議是傳輸層在連接過程中應(yīng)用的協(xié)議，它是整個(gè) TCP/IP 的核心。TCP協(xié)議一般要通過“三次握手”的方式建立連接。TCP 協(xié)議起到承上啟下的作用，與底層和高層的協(xié)議進(jìn)行通訊，以確保整個(gè)系統(tǒng)能夠有效的連接并能夠和其它系統(tǒng)可以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。 嵌入式 TCP/IP 設(shè)計(jì)TCP/IP 協(xié)議比較復(fù)雜，因?yàn)榍度胧皆O(shè)備的資源和效率都是夠用就好，因此在嵌入式系統(tǒng)上面來設(shè)計(jì)一個(gè) TCP/IP 協(xié)議要受到相應(yīng)的限制 [28]。論文在設(shè)計(jì)的TCP/IP 框架的時(shí)候，考慮到相關(guān)的技術(shù)要求和需求，設(shè)計(jì)了一個(gè)最有效的框架，它能完成特定的功能，協(xié)議框架如下圖 所示。圖 嵌入式 TCP/IP 框架對(duì)于 TCP 連接，嵌入式系統(tǒng)需要把傳遞的數(shù)據(jù)、參數(shù)等存入指定的位置中，完成一次簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)服務(wù)。TCP 服務(wù)器端，通過三次握手建立連接，此時(shí)，嵌入式系統(tǒng)為被動(dòng)方，功能是監(jiān)聽服務(wù)器的狀態(tài)，處于被動(dòng)打開后的 listen 狀態(tài)，等待對(duì)方發(fā)起連接。收到 SYN 數(shù)據(jù)片后，發(fā)出 SYN+ACK 數(shù)據(jù)片并確認(rèn)收到對(duì)方的 SYN，然后，更改狀態(tài)為 SYN_ RECEIVED。最后接收到發(fā)送端返回的一個(gè)包含 ACK 　　　第 27 頁的空數(shù)據(jù)片，至此，完成了三次握手，進(jìn)入 ESTABLISHED 狀態(tài)，發(fā)送端和服務(wù)器端就可以進(jìn)行 TCP 數(shù)據(jù)通訊。嵌入式系統(tǒng)在第一次建立連接時(shí)，初始化序列號(hào)。隨后，系統(tǒng)不會(huì)記憶 TCP連接的序列號(hào)，根據(jù)發(fā)送端發(fā)包中的值來確定序列號(hào)，重復(fù)報(bào)文不能識(shí)別，對(duì)重復(fù)的報(bào)文照?；貞?yīng)。設(shè)計(jì)中，嵌入式服務(wù)器響應(yīng)客戶端的請(qǐng)求時(shí)，不考慮失序問題，接收一個(gè)發(fā)送一個(gè)確認(rèn)回答。接收到 TCP 請(qǐng)求后，將存儲(chǔ)于發(fā)送緩沖存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)立即發(fā)送，只需一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)就能完成。嵌入式系統(tǒng)采用滑動(dòng)窗口為 1 的傳輸方式，即發(fā)送一次數(shù)據(jù)包就等待返回應(yīng)答，因此當(dāng)接收不到確認(rèn)包，就認(rèn)為自己發(fā)送的包丟失，直接發(fā)送上次發(fā)送的數(shù)據(jù)。當(dāng) TCP 的連接中，當(dāng)客戶機(jī)異常導(dǎo)致連接崩潰時(shí)，嵌入式系統(tǒng)發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)接受一個(gè)復(fù)位信號(hào)，回到原始狀態(tài)。在 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，通信的兩個(gè)進(jìn)程間相互作用的主要模式是客戶/ 服務(wù)器模式，即客戶向服務(wù)器發(fā)出服務(wù)請(qǐng)求，服務(wù)器接收到請(qǐng)求后，提供相應(yīng)的服務(wù)?？蛻? 服務(wù)器模式在操作過程中采取的是主動(dòng)請(qǐng)求方式。首先服務(wù)器方要先啟動(dòng)，并根據(jù)請(qǐng)求提供相應(yīng)服務(wù)：（1）打開通信通道并告知本地主機(jī)，某一公認(rèn)地址上接收客戶請(qǐng)求；（2）等待客戶請(qǐng)求到達(dá)該端口；（3）接收到重復(fù)服務(wù)請(qǐng)求，處理該請(qǐng)求并發(fā)送應(yīng)答信號(hào)。接收到并發(fā)服務(wù)請(qǐng)求，就要激活新進(jìn)程來處理這個(gè)客戶請(qǐng)求。新進(jìn)程處理此客戶請(qǐng)求，但并不需要對(duì)其它的請(qǐng)求作出應(yīng)答。服務(wù)完成后，關(guān)閉此新進(jìn)程與客戶的通信鏈路，并終止；（4）返回第二步，等待另一客戶請(qǐng)求；（5）關(guān)閉服務(wù)器。. 編程模型 TCP 客戶端設(shè)計(jì)TCP 客戶端向服務(wù)器提出連接請(qǐng)求， ServerSocket 收到 TCP 連接請(qǐng)求后，為這個(gè)請(qǐng)求創(chuàng)建一個(gè)新的實(shí)例 Socket，此時(shí)，服務(wù)器端要同時(shí)處理 ServerSocket 和Socket 這兩個(gè)實(shí)例，客戶端只使用 Socket 實(shí)例就可以了。TCP 客戶端的設(shè)計(jì)按照如流程圖 所示： 　　　第 28 頁圖 客戶端程序簡(jiǎn)單示意圖首先客戶端建立自己的自己的 socket，如果建立失敗，則重新建立；當(dāng)建立成功后，驗(yàn)證通過后，開始和服務(wù)器端進(jìn)行連接，連接成功后，服務(wù)器端給客戶端一個(gè)連接成功的信息，然后開始進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸通訊。此時(shí)，可以顯示所接受的數(shù)據(jù)的相關(guān)信息，包括字節(jié)數(shù)、數(shù)據(jù)屬性等信息，從而完成一次連接。下面為 TCP 客戶端設(shè)計(jì)的詳細(xì)說明：Int main(int argc,char *argv[]) //其中第一個(gè)參數(shù)表示執(zhí)行后參數(shù)個(gè)數(shù)，第二個(gè)用來存儲(chǔ)輸入的參數(shù)if(argc!=3) printf(this is error! Input the right IP and PORT! and the IP is .* 4000\n)； //IP 輸入錯(cuò)誤的時(shí)的提示信息sendsocket=socket(TCP_,BUFFER_data,0)； //TCP 發(fā)送端建立一個(gè) socket 函數(shù)if(sendsocket==1) printf(this is error,the new socket end \n)；printf(OK,the sendsocket is createdt\n)；return(0)； 　　　第 29 頁//socket 建立信息提示，建立不成功，結(jié)束當(dāng)前程序，回至初始位置，等候重新建立 connectcheck=connect(mysocket,(struct sockaddr*)amp。addr_remote,sizeof(struct sockaddr))；//調(diào)用 connect 函數(shù)來連遠(yuǎn)方的服務(wù)器端if(connectcheck==1) printf(error!!!sorry you have failed to connect the remote server!!try again !program end here\n)；//驗(yàn)證建立的 connect 是否成功，如過不成功結(jié)束當(dāng)前程序，回到初始的位置printf(OK Now you have successful connect the server,this server IP =%s,and it39。s PORT =%s,now you can municat with this