基于ARM處理器的嵌入式WEB服務器設計
2 WEB服務器軟件設計
2.1 Linux系統移植
本設計采用Linux作為操作系統,Linux系統具有開放源碼、軟件資源豐富、內核功能強大、性能高效、穩定、可支持多種硬件平臺等特點。除此之外,Linux還具有完善的網絡通信功能,可支持TCP/IP等多種協議,而且Linux系統內核中已經緊密地集成了網絡功能并有大量的網絡應用程序,可為實現網絡通信提供有力的支持。Linux強大的網絡功能是選用其作為嵌入式web服務器軟件系統的一個重要原因。
一個嵌入式系統通常可以分引導加載程序、內核、文件系統為3個層次。因此,Linux的系統移植也包括3個部分:即引導程序(BootLoa-der)移植、內核移植和文件系統制作。
Bootloader (引導加載程序)是系統加電后運行的第一段代碼。它的運行時間非常短,但對于嵌入式系統來說。這是一個非常重要的系統組成部分,主要負責ARM硬件的初始化,設置Linux的啟動參數,然后跳轉到Linux內核啟動代碼的第一行語句引導Linux。本系統采用U-boot作為bootloader。U-Boot的全稱是Universal Boot Loader,是遵循GPL條款的開放源碼項目,它從FADSROM、8xxROM、PPCBOOT逐步發展演化而來。
內核是所有嵌入式Linux系統的核心軟件,內核移植是一個比較復雜的任務,也是嵌入式系統開發中非常重要的一個過程。內核移植一般包括內核配置、編譯和內核下載三大部分。移植過程的關鍵步驟如下:
(1)準備下載linux源碼
本設計選用的內核版本是linux-26.22,然后通過解壓縮得到內核源碼。同時在linux系統開發環境下安裝交叉編譯器arm-linux-gcc。
(2)修改內核代碼
修改內核代碼主要是選定Linux內核對處理器的支持和修改以及與外部設備相關的內核代碼。首先在linux-2.6.22根目錄下修改Makefile文件,主要應當修改下面兩行內容:
ARCH=arm;說明目標是ARM體系結構;
CROSS_COMPILE =/usr/local/arm/1.3.1/bin/aim-linux-gcc;設置為宿主機上交叉編譯工具鏈的絕對路徑。
除此之外。還需要修改與AT91SAM9263處理器相關的代碼,這些代碼集中在arch目錄中和include目錄下文件名以asm開頭的子目錄中。
(3)配置和編譯內核
配置內核選項是移植內核過程中很重要的一步,主要是對內核功能模塊進行選擇及參數設定。在內核源代碼目錄下運行make menuconfig可對內核進行配置,主要是載入AT91SAM9263參考開發板的默認配置,并在此基礎上進行相關的驅動選擇等。配置完成后,可保存退出配置菜單界面,然后在內核源代碼目錄上輸入命令make,這樣。編譯完成后,就會生成uImage文件。
本設計所采用的文件系統是直接從網絡上獲取一個已經生成的文件系統,并在此基礎上進行添加和修改,最后形成自己的文件系統。在開發過程中,可利用Linux系統所提供的NFS服務,并通過網絡掛載文件系統進行系統調試。最后將Uboot映像文件、Linux內核文件uImage、文件系統鏡像文件燒寫到NANDflash上相應的分區。
2.2 Web服務器的移植
Web服務器Boa是一個單任務的小型HTTP服務器,源代碼開放、性能優秀,運行所需空間僅為140 KB左右。特別適合于在嵌入式系統中。本設計采用移植Boa的方法來實現嵌入式Web服務器部分,以滿足訪問網頁的要求,其主要移植過程如下:
首先是下載Boa源代碼。Boa web服務器的源代碼可以從http:∥www.boa.org下載,本文中的下載文件為:boa-0.94.13.tar.gz.
其次是安裝并編譯Boa源代碼,操作時可執行以下命令:
#cd/home/
#tar zxvfboa.tar.gz
#cd boa/src
生成Makefile文件#./configure后,即可修改Makefile文件,找到CC=gcc,將其改成CC=armlinux-gcc;再找到CPP=gee-E,其將其改成CPP=arm-linux-gec-E,然后保存退出。
運行make進行編譯后,即可在boa/src目錄下生成Boa文件,該文件即為Boa Web服務器執行文件。
勢頭應當配置Boa Web服務器。Boa啟動時將加載一個配置文件boa.conf。用戶可以根據自己的需要對boa.conf進行修改,但必須保證其它的輔助文件和設置必須與boa.conf里的配置相符,否則,Boa就不能正常工作。Boa源碼boa-0.94.13目錄下已有一個示例文件boa. conf位于boa/example下面,可以根據需要在其基礎上進行修改。然后將修改好的配置文件Boa.conf存放于嵌入式系統根文件/etc/boa目錄下。
最后就是測試Boa的運行。在re文件中執行:#ifconfig eth0 192.168.0.1命令給嵌入式Web服務器配置IP。并通過IE瀏覽器連接到運行Boa的嵌入式系統http:∥192.168.0.1/,這樣,就可以訪問到之前放置的index頁面了。
3 結束語
本設計以AT9lSAM9263為核心,在此基礎上給出了一個web服務器。并在硬件方面設計了一個嵌入式系統,該系統包括網絡接口、AD卡接
口、USB接口等各種外設。文中還在網絡接口的基礎上,給出了將Linux移植到硬件平臺,并最終移植web服務器的實現方法。這種方法通過頁
面訪問的測試,結果表明,本系統運行穩定,且訪問速度正常。
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