基于ARM和eCos的嵌入式WEB服务器设计

时间:2012-12-04来源:网络

  LPC2210的大容量片上存储器为TCP/IP协议栈的实现和数据处理提供了足够的存储空间;利用LPC2210SPI接口扩展MMC/SD卡作为外部非易失性存储器,可以将ADC现场采集的数据、IP地址、网卡物理地址以及更新网页保存在里面,需要时还可随时更换MMc/SD卡。LPC2210具有ARM和Thumb指令集,采用流水线处理技术,能在指令执行期间预处理下一条指令,极大地提高了指令执行效率,为需要快速传输数据的网络应用提供了有效的支持。

  2 系统软件设计

  eCos(embedded Configurable operating system,嵌入式可配置操作系统)是一种针对16位、32位和64位处理器的可移植嵌入式实时操作系统。由于其源代码公开,因而越来越多的设计人员开始关注eCos操作系统。eCos最大的特点是模块化、内核可配置。最小版本的eCos只有几百字节,非常适合小型嵌入式系统的开发。与嵌入式Linux相比,eCos有配置灵活和节省资源的优势。它的其他优点是使用多任务抢占机制、具有最小的中断延迟、支持嵌入式系统所需的所有同步原语,并拥有灵活的调度策略和中断处理机制。因而eCos具有良好的实时性,与μClinux和μC/OS等操作系统相比,它更适用于处理实时信号的设备,如移动通信、WLAN等通信设备的开发。

  3 eCos的移植

  图3所示为eCos的移植流程。eCos的移植通过3个子模块来完成,即体系结构抽象层(Architeeture Hal)、变体抽象层(Variant Hal)和平台抽象层(Platform. Hal)。对一个新的体系结构来说,系统结构抽象层的建立相对来说比较困难。目前,eCos已经支持各种主流CPU,也就是说,eCos源码中包含了CPU的体系结构层和变体抽象层,所以移植工作主要集中在平台抽象层。



  RedBoot移植是平台抽象层移植的最好开始。RedBoot是位于硬件抽象层之上的命令行接口,并且包含GDB调试工具及其调试stub。一旦硬件抽象层移植到目标板中,RedBoot能将程序加载到目标板中,并且能在目标板上调试代码。

  4 TCP/IP协议栈——LwIP的实现

  LwIP是瑞士计算机科学院Adam Dunkles等人开发的用于嵌入式系统的开放源代码TCP/IP协议栈。它既可以移植到操作系统上,也可以在无操作系统的情况下运行。LwIP实现的重点是,在保持TCP协议主要功能的基础上,减少对RAM的占用;一般只需要几十字节的RAM和40 KB左右的ROM就可以运行,这使得LwIP适合在中低端的嵌入式系统中应用。

  LwIP主要可以分为图4所示的几个层次。主要功能模块有:操作系统模拟层、网络接口函数、实现TCP/IP协议的各部分模块 (IP、UDP、TCP、IC—MP、ARP)、缓冲和存储管理子系统、校验和函数。

 


  LwIP API是一组应用程序接口,通过该接口程序员就可以使用LwIP所有的功能。另外,LwIP也为开发者提供了更加高级的BSD Socket APl,使其可以使用通用的Socket函数来编写网络通信软件。操作系统模拟层可以使LwIP能够使用操作系统提供的一些高级管理功能,例如信号量管理、消息队列管理、创建线程等。

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关键词: ARM eCos WEB服务器

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