电子产品世界

　　5 软件设计

　　软件设计包括：操作系统移植、网络协议栈设计、文件系统生成、应用级代码编写等部分。

　　5.1 操作系统

　　为了简化设计，本文中的Web服务器采用单一线程，无需RTOS(实时操作系统)的支持。故采用EDK提供的仅支持单进程的standalone板支持包即可。

　　5.2 协议栈

　　系统采用的是EDK中包含针对MicroBlaze的网络协议栈，隐藏了低层硬件细节，以类似于Unix套接字的方式实现一个精简的网络协议栈Xilnet。他支持以下一些网络协议：IP，ARP，ICMP，UDP，TCP。调用如下函数初始化栈以及MAC地址和IP地址。

　　5.3 文件系统

　　为了支持HTTP协议，一个文件系统是必不可少的。本设计使用EDK提供的xilmfs文件系统对网页的静态页面和图片进行组织和存储。

　　调用mfs_file_open()和mfs_file_wrire()函数打开和创建文件系统。考虑到有限的系统资源，文件存放在DDR SDRAM中。

　　5.4 HTTP协议及其实现

　　嵌入式Web服务器技术的核心是HTTP(超文本传送协议)引擎。HTTP是WWW上的协议。HTTP协议使Web服务器和浏览器可以通过Web交换数据。他是一种请求/响应协议，即服务器等待并响应客户方请求。当用户要浏览服务器上的一个网页时，一个HTTP请求就会从用户的浏览器发到HTTP服务器。服务器响应这个请求，把指定的网页传送回来，用户才看到了网页。HTTP协议不维护与客户方的连接，他使用可靠的TCP连接，通常采用TCP的80端口。客户/服务器传输过程可分为4个基本步骤：浏览器与服务器建立连接;浏览器向服务器请求文档;服务器响应浏览器请求;断开连接。

　　服务器程序开始运行时，主进程就创建一个套接字，并与主机地址绑定到一起，随后置为被动监听状态，等待客户端连接请求的到来，分别有xilsock_socket()创建一个套接字，xilsock_bind()绑定，xilsock_listen()监听，xilsock_accept()接收来完成。一旦接收一个连接，xilsock_acept()会返回一个新的套接字描述符，主程序则开辟一个新的子程序来处理这个新的连接。这样系统可以同时接收多个客户端的请求。

　　如图2所示，首先创建套接字，将套接字与本地地址和端口绑定，并设置套接字处于监听状态。Web服务器在接收一个连接请求后，读取用户的请求，根据用户的请求进行相应的处理。

　　当请求位静态文本时，文档直接提交输出，当请求位动态文本时，请求模块自动调用脚本引擎，将脚本替换位现场数据，再提交输出，当请求为带参数的执行命令时，请求解析器调用命令执行模块分析命令并控制监控前端。

　　这里并没有采用通常的CGI(Common Gateway Interface)技术对请求信息进行处理，而是将活动页面由加载进Web服务器的模块处理，因此处理速度比CGI程序更快、更高效。活动页面还可以处理表单、HTTP会话和方便的访问数据库。因此，活动页面对动态Web页面提供完整的服务器端支持。

　　6 结 语

　　本文介绍的基于MicroBlaze的嵌入式Web服务器可以实现预期功能，用户可以通过IE浏览器浏览存储到FLASH芯片中的网页。

　　CPU本身是以软核的方式实现，其功能可根据需要进行定制，非常灵活。EDK不但在硬件设计上提供了支持，在软件上也为设计者提供了较好的支持，提供了现成的网络协议栈。加上EDK提供的集成开发环境使得软件开发更加便利。采用这种方式的控制系统具有控制分散、开放性好、使用简单、稳定性好等优点，而且可以通过浏览器进行远程多点监控和远程支持，是未来控制系统发展的一个趋势。

关键词： MicroBlaze Xilinx FPGA