采用ARM9微處理器的嵌入式Web服務器設計方案

1.ARM簡介

廣義地講，凡是帶有微處理器的專用軟硬件系統都可以稱為嵌入式系統。它是嵌入到對象體系中的專用計算機系統，以應用為中心，以計算機技術為基礎，軟硬件可裁剪，適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴格要求的專用計算機系統。目前非常流行的ARM內核有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內核的三星S3C2410芯片。

ARM9系列微處理器主要應用于無線設備、儀器儀表、安全系統、機頂盒、高端打印機、數字照相機和數字攝像機等。它包含ARM920T、ARM922T和ARM940T三種類型，廣泛應用于PDA、移動通信、路由器、工業控制等領域。

2.嵌入式Web服務器實現原理

嵌入式Web服務器是指將Web服務器引入到現場嵌入式設備中，并駐留其中有限的代碼空間內。與傳統的Web應用相比，簡化了系統結構，并將信息采集和信息發布都集成到現場的嵌入式設備中。在相應得軟硬件平臺支持下，利用標準的接口形式和通信協議，內嵌于嵌入式設備的Web服務器可以向任何接入到它所在網絡的合法用戶提供統一的基于瀏覽器方式的操作和控制界面，此時瀏覽器成了設備的前端控制板。當前在嵌入式應用領域，嵌入式系統轉變為嵌入式WebServer,大體可分為2種實現方案：

(1)基于網關服務器的嵌入式設備Internet接入;

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

3.系統功能的實現

3.1 開發流程

圖1為本課題所采用的實驗環境以及開發流程。①在主機的RedHat Linux操作系統下安裝Linux發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得相關配置;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行。這將在下面的內容中作介紹。? ? ?

3.2 加載Linux內核映像

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的網卡和P C 的網卡使用直連網線進行連接， 或者將J X A R M 9 - 2 4 1 0和P C機使用普通網線接入同一局域網。A R M 實驗箱的I P 為192.168.1.45,虛擬機下的Linux的IP設為192.168.1.180,并將安全級別設置成無防火墻，宿主機IP設為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。如果出現失敗，則可能存在一下幾種問題：

1)加載內核時總體是“TT”,這是由于tftp服務器沒有連接成功，在uboot中輸入PINg 192.168.1.180命令，如果提示為not alive請檢查網絡有沒有正確連接：使用網線正確與否或者宿主機和目標機的IP地址不在同一子網。此處要求宿主機和目標機都在192.168.1.xxx網段，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防火墻設置，關閉防火墻，如果仍然不行，請關閉系統中啟動的其它程序，如殺毒軟件等。

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

3.3 Boa Web服務器的建立

建立Boa Web服務器包括以下步驟：

3.3.1 下載Boa源代碼

Boa web服務器的源代碼可以從下載，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服務器執行文件。將調試信息剝去，得到的最后程序只有約60KB大小。

3.3.3 配置Boa Web服務器，使其能夠支持CGI程序的執行

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“-c”指定boa.

conf的加載目錄。

用戶可以根據自己需要，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 系統功能的測試

在移植完Boa服務器后就是測試它能否正常工作，靜態HTML頁面能否正常訪問，還將測試動態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服務器。Boa測試開發環境如圖2所示：

可以將嵌入式目標系統上的/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上生效。

先前設定JXARM9-2410的IP地址為：192.168.1.45,且在JXARM9-2410的JFFS2文件系統中已經預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服務器。

根據上文中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服務器，在網頁瀏覽器中訪問如下網址：如果網絡連接正常，且Boa啟動正常的話，將可以看到/mnt/jffs2/web/index.

html網頁，如圖3所示，表示靜態HTML頁面測試通過?？梢孕薷脑摼W頁，并替換成所需要的網頁，然后刷新瀏覽器顯示。

3.5 動態Web頁面測試

在JXARM9-2410 Linux的命令行中輸入如下命令，將主機的tftpboot目錄掛載到目標板的nfs目錄：

上述命令首先將編寫好的CGI程序cgi_test放置boa.conf定義的cgi-bin目錄下。

本課題中路徑為/ m n t / j f f s 2 / w e b / c g i -bin/,然后啟動boa服務器。CGI程序就能被正確地執行。