uClinux的網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念

4 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)

4.1 uClinux操作系統(tǒng)的移植

由于嵌入式websever硬件資源有限，在此平臺(tái)上只能運(yùn)行一個(gè)小型的操作系統(tǒng)。考慮到硬件的特點(diǎn)和對(duì)系統(tǒng)的功能要求等因素，我們選擇了一款目前比較成熟的uClinux操作系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了嵌入式webserver。uClinux從標(biāo)準(zhǔn)的Linux 內(nèi)核派生而來(lái)，通過(guò)對(duì)內(nèi)存管理和進(jìn)程管理等相關(guān)方面進(jìn)行改寫(xiě)，滿足無(wú)MMU處理器的開(kāi)發(fā)要求。它繼承了Linux穩(wěn)定而優(yōu)良的性能,同時(shí)通過(guò)個(gè)性化的內(nèi)核定制,能夠更好的滿足嵌入式應(yīng)用的多樣化需要,提供豐富的應(yīng)用軟件支持。

為了使uClinux能運(yùn)行于硬件平臺(tái),必須對(duì)uClinux進(jìn)行移植。uClinux的移植可以修改內(nèi)核中相關(guān)文件來(lái)實(shí)現(xiàn)。要修改的文件很多,不能一一介紹,主要有以下幾處: (1)linux/arch/mach-S3C44B0X目錄下處理器結(jié)構(gòu)的,如:arch.c、irq.c等。arch.c指定了系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)用到的地址，按照硬件設(shè)計(jì)的不同，地址將有所不同;irq.c是與中斷處理相關(guān)的程序。由于linux所支持體系結(jié)構(gòu)的種類(lèi)繁多，所以對(duì)一個(gè)新型的體系，其低級(jí)例程可以模仿與其相似的體系例程編寫(xiě),在這里可以從mach-S3C4510目錄下的文件修改得到。(2)include/asm-armnommu /arch-S3C44B0X下相關(guān)文件,如:dma.h、hardware.h、irq.h、system.h、time.h等。dma.h這條文件定義了DMA通道,以及DMA可以使用的內(nèi)存空間。hardware.h件定義了內(nèi)存地址和10地址,根據(jù)設(shè)計(jì)的硬件電路不同而不同。irq.h中定義了 fixup_irq()、irq_init_irq()等函數(shù)。system.h在該文件中需要定義兩個(gè)函數(shù):arch-idle()和arch- reset()。time.h實(shí)現(xiàn)了定時(shí)器中斷處理s3c44b0x_timer_interrupt()和相關(guān)函數(shù)。(3)各級(jí)相關(guān)makefile。在交叉編譯環(huán)境下編譯內(nèi)核,當(dāng)編譯結(jié)束時(shí)會(huì)生成內(nèi)核的鏡像文件image.rom,將其和bootloader一起燒寫(xiě)在板子的Flash中,重新加電通過(guò)串口可以觀測(cè)到內(nèi)核的啟動(dòng)信息,證明系統(tǒng)移植成功。

4.2 守護(hù)進(jìn)程的實(shí)現(xiàn)

uClinux移植完成后就可以在此平臺(tái)上進(jìn)行應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)了。系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的主要功能要求是使系統(tǒng)響應(yīng)遠(yuǎn)程客戶機(jī)的請(qǐng)求,完成特定的操作,同時(shí)能夠自動(dòng)的將本地的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳送到遠(yuǎn)程客戶機(jī)上。根據(jù)這一要求,必須對(duì)在服務(wù)器上實(shí)現(xiàn)一個(gè)守護(hù)進(jìn)程。該程序在uClinux下用C語(yǔ)言編寫(xiě),當(dāng)uClinux操作系統(tǒng)啟動(dòng)后會(huì)自動(dòng)運(yùn)行,流程圖如圖3所示。

圖 3

4.3 嵌入式Webserver的實(shí)現(xiàn)

考慮到硬件資源的限制,這里我們選擇uClinux下的boa服務(wù)器。Boa是一款單任務(wù)的HTTP服務(wù)器,它通過(guò)建立HTTP請(qǐng)求列表來(lái)處理多路連接請(qǐng)求,而且它只為CGI程序創(chuàng)建新的進(jìn)程,這樣就節(jié)省了大量的系統(tǒng)資源, 因此，Boa具有很高的HTTP請(qǐng)求處理速度和效率，在嵌入式系統(tǒng)中具有很高的應(yīng)用價(jià)值。要在uClinux上運(yùn)行boa需要對(duì)uClinux進(jìn)行修改, 在user/Makefile,加入dir_$(CONFIG_USER_BOA_SRC_BOA) += boa;在config/config.in中加入

comment Network Applications

bool boa CONFIG_USER_BOA_SRC_BOA

在uClinux-dist/vendors/Samsung/44b0/rc中加入一行ifconfig eth0 202.117.0.2 up，再增加一行腳本命令boa ，把Default.html定義為遠(yuǎn)程客戶瀏覽的控制頁(yè)面，放在/uClinux-dist/romfs下面[3]。最后,在進(jìn)行內(nèi)核配置時(shí)make Menuconfig時(shí)選中boa ,重新編譯內(nèi)核,將最終生成的文件燒寫(xiě)進(jìn)Flash中即可。