基于ARM9的嵌入式Web服務(wù)器Boa的軟/硬件設(shè)計

時間：2018-06-07 12:50:01

關(guān)鍵字：嵌入式服務(wù)器硬件 boa

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[導讀] 1.ARM簡介廣義地講，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)。它是嵌入到對象體系中的專用計算機系統(tǒng)，以應(yīng)用為中心，以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠

1.ARM簡介

廣義地講，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)。它是嵌入到對象體系中的專用計算機系統(tǒng)，以應(yīng)用為中心，以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。目前非常流行的ARM內(nèi)核有ARM7TDM1、S t r o n g A R M 、A R M 7 2 0 T 、A R M 9 T D M 1 、ARM920T、ARM940T、ARM946T、ARM966T、ARM10TDM1等。本文所討論的目標板的CPU為ARM920T內(nèi)核的三星S3C2410芯片。

ARM9系列微處理器主要應(yīng)用于無線設(shè)備、儀器儀表、安全系統(tǒng)、機頂盒、高端打印機、數(shù)字照相機和數(shù)字攝像機等。它包含ARM920T、ARM922T和ARM940T三種類型，廣泛應(yīng)用于PDA、移動通信、路由器、工業(yè)控制等領(lǐng)域。

2.嵌入式Web服務(wù)器實現(xiàn)原理

嵌入式Web服務(wù)器是指將Web服務(wù)器引入到現(xiàn)場嵌入式設(shè)備中，并駐留其中有限的代碼空間內(nèi)。與傳統(tǒng)的Web應(yīng)用相比，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并將信息采集和信息發(fā)布都集成到現(xiàn)場的嵌入式設(shè)備中。在相應(yīng)得軟硬件平臺支持下，利用標準的接口形式和通信協(xié)議，內(nèi)嵌于嵌入式設(shè)備的Web服務(wù)器可以向任何接入到它所在網(wǎng)絡(luò)的合法用戶提供統(tǒng)一的基于瀏覽器方式的操作和控制界面，此時瀏覽器成了設(shè)備的前端控制板。當前在嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域，嵌入式系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍度胧絎ebServer,大體可分為2種實現(xiàn)方案：

(1)基于網(wǎng)關(guān)服務(wù)器的嵌入式設(shè)備Internet接入;

(2)直接實現(xiàn)TCP/IP的嵌入式設(shè)備Internet接入。本課題中采用第二種實現(xiàn)方案。

3.系統(tǒng)功能的實現(xiàn)

3.1 開發(fā)流程

圖1為本課題所采用的實驗環(huán)境以及開發(fā)流程。①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armlinux-gCC;②對Linux進行配置(makem e n u c o n f i g)，并選擇適合本課題系統(tǒng)得相關(guān)配置;③編譯生成Linux映像文件zlmage;④通過u-boot的tftp命令將該文件下載到目標板并執(zhí)行。這將在下面的內(nèi)容中作介紹。

3.2 加載Linux內(nèi)核映像

3 . 2 . 1 將J X A R M 9 - 2 4 1 0的串口0與P C的C O M 1連接，J X A R M 9 - 2 4 1 0的網(wǎng)卡和P C 的網(wǎng)卡使用直連網(wǎng)線進行連接，或者將J X A R M 9 - 2 4 1 0和P C機使用普通網(wǎng)線接入同一局域網(wǎng)。A R M 實驗箱的I P 為192.168.1.45,虛擬機下的Linux的IP設(shè)為192.168.1.180,并將安全級別設(shè)置成無防火墻，宿主機IP設(shè)為192.168.1.145.

3.2.2 將JXARM9-2410上電，正常情況下將在終端DNW中看到bootloader菜單界面。在bootloader中按照提示進行加載完成后輸入CTRL+C進入Linux命令行。如果出現(xiàn)失敗，則可能存在一下幾種問題：

1)加載內(nèi)核時總體是“TT”,這是由于tftp服務(wù)器沒有連接成功，在uboot中輸入PINg 192.168.1.180命令，如果提示為not alive請檢查網(wǎng)絡(luò)有沒有正確連接：使用網(wǎng)線正確與否或者宿主機和目標機的IP地址不在同一子網(wǎng)。此處要求宿主機和目標機都在192.168.1.xxx網(wǎng)段，而且最后一位不能相同;如果提示為alive而仍然提示“TT”,請檢查Windows防火墻設(shè)置，關(guān)閉防火墻，如果仍然不行，請關(guān)閉系統(tǒng)中啟動的其它程序，如殺毒軟件等。

2)提示“PACket too big”,這個問題是由于uboot接收到非法的包產(chǎn)生的，少量這種提示不會影響內(nèi)核的加載，如果導致內(nèi)核加載失敗，請按照如下方式檢查：①使用直接網(wǎng)線連接計算機和實驗箱;②關(guān)閉計算機中打開的所有與網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的程序。

3.3 Boa Web服務(wù)器的建立

建立Boa Web服務(wù)器包括以下步驟：

3.3.1 下載Boa源代碼

Boa web服務(wù)器的源代碼可以從http://www.boa.org下載，本文中下載文件為：

boa-0.94.13.tar.gz,為當前最新版本。

3.3.2 安裝并編譯Boa源代碼1)通過Vmware Tools中的文件共享將Windows下載的Boa源代碼復制到/home/cvtech/jx2410/examples/目錄下。

2)安裝源代碼：生成Makefile文件#./configure.

3)修改Makefile文件，找到CC=gcc,將其改成C C = a r m - l i n u x - g c c,再找到C P P = g c c - E,將其改成C P P = a r m - l i n u x -gcc-E,并保存退出。

4)運行make進行編譯，在boa/SRC目錄下將生成Boa文件，該文件即為Boa Web服務(wù)器執(zhí)行文件。將調(diào)試信息剝?nèi)?，得到的最后程序只有約60KB大小。

3.3.3 配置Boa Web服務(wù)器，使其能夠支持CGI程序的執(zhí)行

Boa啟動時將加載一個配置文件boa.

conf,在Boa程序運行前，必須首先編輯該文件，并將其放置于src/defines.h文件中SEVER-ROOT宏定義所定義的缺省目錄，或者在啟動Boa時使用參數(shù)“-c”指定boa.

conf的加載目錄。

用戶可以根據(jù)自己需要，對boa.conf進行修改，但必須要保證其他的輔助文件和設(shè)置必須和boa.conf里的配置相符，不然Boa就不能正常工作。在上面的例子中，我們還需要創(chuàng)建日志文件所在目錄/var/log/boa,將mime.types文件拷貝到/etc目錄。mime.types文件用來指明不同文件擴展名對應(yīng)的MIME類型，一般可以直接從Linux主機上拷貝一個，大部分也都是在主機的/etc目錄下。

3.4 系統(tǒng)功能的測試

在移植完Boa服務(wù)器后就是測試它能否正常工作，靜態(tài)HTML頁面能否正常訪問，還將測試動態(tài)Web頁面能否正常訪問。本課題中將采用NFS方式來進行測試工作。

測試Web服務(wù)器。Boa測試開發(fā)環(huán)境如圖2所示：

可以將嵌入式目標系統(tǒng)上的/etc目錄復制到主機的NFS共享目錄下，然后將NFS共享目錄下的etc重新mount為目標系統(tǒng)上的/etc目錄。這樣就可以在主機上對etc目錄下的各種配置文件進行修改而立刻在目標系統(tǒng)上生效。

先前設(shè)定JXARM9-2410的IP地址為：192.168.1.45,且在JXARM9-2410的JFFS2文件系統(tǒng)中已經(jīng)預(yù)先燒寫好了配置好的boa.

conf文件，位于/mnt/jffs2/etc/目錄。

啟動JXARM9-2410 Linux,然后按如下步驟進行：

a)將Boa的執(zhí)行文件復制到tftpboot目錄下;

b)將主機下的tftpboot目錄掛載到目標板的nfs目錄下;

c)啟動Boa服務(wù)器。

根據(jù)上文中boa.conf的配置，此時在目標板的mnt/jffs2/web目錄下包含測試主頁面index.html、存放各種圖片的目錄IMAGES以及CGI腳本的存放目錄cgi-bin.

啟動后測試Boa服務(wù)器，在網(wǎng)頁瀏覽器中訪問如下網(wǎng)址：http://192.168.1.45/如果網(wǎng)絡(luò)連接正常，且Boa啟動正常的話，將可以看到/mnt/jffs2/web/index.