【正文】 ..................... 20 嵌入式 Linux 下網(wǎng)口驅(qū)動程序的實現(xiàn) .............................................. 21 操作系統(tǒng)移植 ................................................................................................ 23 內(nèi)核源碼 .............................................................................................. 23 內(nèi)核裁減和編譯 .................................................................................. 25 定制嵌入式 Linux 根文件系統(tǒng) .................................................................... 27 嵌入式文件系統(tǒng)概述 .......................................................................... 27 嵌入式文件系統(tǒng)的實現(xiàn) ...................................................................... 28 Linux 映像下載并運行 ........................................................................ 29 嵌入式動態(tài) Web Server 技術(shù)軟件系統(tǒng)設(shè)計 ............................................... 30 TCP/IP 協(xié)議族的裁剪 .......................................................................... 30 Web Server(Boa)的移植 ....................................................................... 33 編寫 CGI 應(yīng)用程序 ............................................................................. 35 II CGI 例子 ............................................................................................... 37 4 總結(jié)與展望 .............................................................................................................. 42 結(jié)論 .............................................................................................................................. 44 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 45 致 謝 ............................................................................................................................ 46 1 基于 ARM9 的嵌入式 Linux 系統(tǒng)的 Web Server 服務(wù)器 摘 要 ： 隨著數(shù)字信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，人類已經(jīng)進(jìn)入后 PC時代。后 PC時代的一個顯著特點是設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)，出現(xiàn)了像現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)等工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。 隨著嵌入式技術(shù)在性能和功能方面的迅速提升， Web技術(shù)已經(jīng)成為嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域的一項關(guān)鍵技術(shù)，因此研究 Web技術(shù)在嵌入式應(yīng)用中的實現(xiàn)技術(shù)具有非常重要的應(yīng)用價值。針對嵌入式設(shè)備的特點，對Linux內(nèi)核進(jìn)行裁剪以及對 TCP/IP協(xié)議族進(jìn)行了裁剪，并進(jìn)行 Web服務(wù)的移植、編寫 CGI程序最終完成 B/S模式下 Web服務(wù)器的設(shè)計。 kernel for cutting。 embedded Web server 前言 嵌入式系統(tǒng)是指以應(yīng)用為中心，以計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟件硬件可裁減，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(jī)系統(tǒng)。它具有“嵌入性”、“專用性”與“計算機(jī)系統(tǒng)”三個基本要素。網(wǎng)絡(luò)在人們生活中的應(yīng)用也越來越廣泛，在嵌入式系統(tǒng)中使用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)自然也成為一項最基本的要求。 在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，需要對一些儀器設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程實時監(jiān)控、診斷、測試、管理維護(hù)以及數(shù)據(jù)采集等，但在傳統(tǒng)的監(jiān)測方式下需要耗費巨大的人力物力，同時在一些工作條件惡劣或有一定危險的工作環(huán)境下，傳統(tǒng)的監(jiān)測方式也變得越來越不適應(yīng)現(xiàn)代大工業(yè)生產(chǎn)的需要，并且效率也不高。 1 緒論 嵌入式系統(tǒng)簡介 嵌入式系統(tǒng)的特點和發(fā)展 嵌入式系統(tǒng)是為一個特定的應(yīng)用所設(shè)計的，一個完整的嵌入式系統(tǒng)主要包括 ： 硬件體系，操作系統(tǒng)，應(yīng)用程序。 嵌入式系統(tǒng)是在上個世紀(jì)七十年代初期出現(xiàn)的概念。此時的嵌入式系統(tǒng)主要是利用一些簡單的循環(huán)來實行一些控制功能。隨著應(yīng)用要求的不斷提高和信息技術(shù)的進(jìn)步，簡單的 8 位單片機(jī)已經(jīng)無法滿足，越來越多的功能強大的處理器出現(xiàn)了，現(xiàn)在以 ARM 公司的 32 位 RISC處理器為代表的主流處理器，其運行頻率己經(jīng)超過了 IGHz； 在軟件編寫上人們更愿意采用簡單易用，移植性強的 C 語言。簡單的控制測量任務(wù)用一些循環(huán)跳轉(zhuǎn)控制就 可以勝任，但是隨著系統(tǒng)越來越復(fù)雜，應(yīng)用要求越來越高時，工程師發(fā)現(xiàn)每個新設(shè)計的軟件都要從頭開始是一件浪費時間和資源的事情，迫切的需要一個能完成相當(dāng)部分通用任務(wù)的操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)的出現(xiàn)大大減輕了應(yīng)用工程師的工作負(fù)擔(dān)，使得他們能把精力都投入到應(yīng)用設(shè)計中來。同時隨著 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展， 現(xiàn)在孤立的嵌入式系統(tǒng)必將和頂 temet 相結(jié)合。廣義講，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)。嵌入式系統(tǒng)可以通過各種無線形式 (如 WAP、 Bluetooth 等 )和有線形式 (TCP/IP、 PPP 等 )的網(wǎng)絡(luò)連接方式實現(xiàn)它們之間的相互連接，因此，在網(wǎng)絡(luò)通信市場上極具生 命力。信息家電的發(fā)展也為嵌入式 Inter 技術(shù)提供空間，如面向 Inter 的信息冰箱。 5 嵌入式 Inter 技術(shù)主要包括傳感器技術(shù)、通信技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和集成電路技術(shù)等。不需要專用的通信線路，并且傳輸?shù)男畔⒉痪志钟跀?shù)據(jù)信號，還有聲音和圖像。隨著 Web 技術(shù)的發(fā)展，幾乎改變了現(xiàn)在的信息表達(dá)形式，很多應(yīng)用都是基于Web 技術(shù)的。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。它 為我們管理、控制和監(jiān)測各種各樣設(shè)備提供了一個很好的途徑。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。嵌入式 Web服務(wù)器的實現(xiàn)方法可以分為自主實現(xiàn)和 修改移植兩種。修改移植的方法比較簡單，目前有很多種適合于嵌入式系統(tǒng)的 Web服務(wù)器，我們可以根據(jù)實際需要選擇采用那種方式，但是修改移植的服務(wù)器功能有限，對于某些特定的嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用場合，有些功能需要自己根據(jù)實際需求進(jìn)行擴(kuò)展。為了支持目前廣泛流行于 PC體系結(jié)構(gòu)中給廣大開發(fā)者提供快速開發(fā)功能的 PHP， JSP， ASP等腳本語言，但腳本語言的實現(xiàn)需要巨大的系統(tǒng)開銷，服務(wù)器還只能在較強的硬件平臺上運行。 6 嵌入式 Web技術(shù)有著廣闊的應(yīng)用前景，其應(yīng)用領(lǐng)域可以包括工業(yè)測控、信息家電、環(huán)境監(jiān)測等等。 2 基于 ARM9 的嵌入式 Linux 系統(tǒng)的 Web Server 服 務(wù)器 系統(tǒng)開發(fā)平臺 嵌入式 Linux 早期的嵌入式系統(tǒng)，由于當(dāng)時還沒有操作系統(tǒng)的概念，系統(tǒng)的主要功能都是用匯編語言實現(xiàn)的。目前較為流行的嵌入式操作系統(tǒng)有： VxWorks、 Neculeus、 WindowsCE、 Linux 等等。在注重知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)的今天， Linux 的性價比更是得到了業(yè)界的廣泛認(rèn)可。 嵌入式 Linux 操作系統(tǒng)的最大優(yōu)勢就是其免費和源碼開放性，同時其穩(wěn)定性和可靠性也為大家所推崇。 Linux具有最大的自由開發(fā)群。 ARM 嵌入式芯片 ARM(Advanced RISC Machines)是微處理器行業(yè)的一家知名企業(yè)，公司自 1990年正式成立以來，在 32 位 RISC (精簡 指令系統(tǒng)計算結(jié)構(gòu) )CPU 開發(fā)領(lǐng)域不斷取得突破，其結(jié)構(gòu)己經(jīng)從 V3 發(fā)展到 V6。技術(shù)具有性能高、成本低和能耗低的特點。而 ARM7TDMI 沒有 MMU，不支持 WindowsCE 和大部分的 Linux。 ARM7 的處理速度為 ，常見的 ARM7 芯片系統(tǒng)主時鐘為 20MHz 到 133MHz， ARM9 的處理速度為，常見的 ARM9 的系統(tǒng)主時鐘為 100MHz 到 233MHz， ARM10最高可以達(dá)到 700MHz。 本設(shè)計的主處理器就采用 SAMSUNG 公司的 ARM920T 構(gòu)架的處理器S3C2410X。 ARM9 系列包括 ARM920T、 ARM922T 和 ARM940T 三種類型。 SAMSUNG 公司 S3C2410X 的介紹 S3C24l0X 是三星電子公司生產(chǎn)的基于 ARM920T 內(nèi)核的 16/32 位 RISC 嵌入式處理器。 S3C2410X片上外設(shè)詳細(xì)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。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。 在芯片啟動方式上， S3C2410X 支持 NORFlash 啟動，也支持 NANDFlash啟動。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。 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。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。對于在嵌入式 環(huán)境下運行的