基于ARM和uClinux的家庭網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)

系統(tǒng)的軟件平臺

建立Clinux開發(fā)環(huán)境基于Clinux操作系統(tǒng)的應(yīng)用開發(fā)環(huán)境一般是由目標(biāo)系統(tǒng)硬件開發(fā)板(S3C44B0X的開發(fā)板)和宿主PC機(jī)所構(gòu)成。目標(biāo)板所用到的操作系統(tǒng)的內(nèi)核編譯、應(yīng)用程序的開發(fā)和調(diào)試需要通過宿主PC機(jī)來完成。兩者之間一般通過串口、并口或以太網(wǎng)接口來建立連接關(guān)系。首先，要在宿主機(jī)上安裝標(biāo)準(zhǔn)Linux操作系統(tǒng)，之后就可以建立交叉開發(fā)環(huán)境。從網(wǎng)上下載工具鏈，并將交叉編譯器安裝到宿主機(jī)上。還要根據(jù)家庭網(wǎng)關(guān)的需要重新配置、編譯內(nèi)核，進(jìn)行mClinux移植。成功后可看到mClinux-Samsung/images目錄下有兩個內(nèi)核文件：image.ram和image.rom。將image.rom燒寫入ROM/SRAM/FLASH Bank0對應(yīng)的Flash存儲器中，當(dāng)系統(tǒng)復(fù)位或上電時，內(nèi)核會自解壓到SDRAM，并開始運行。這樣一個嵌入式應(yīng)用開發(fā)平臺就搭建成功了。

硬件驅(qū)動和應(yīng)用程序的開發(fā)

硬件驅(qū)動和應(yīng)用程序的開發(fā)也要在交叉編譯環(huán)境中進(jìn)行，先在PC機(jī)上開發(fā)，然后移植到目標(biāo)機(jī)上進(jìn)行調(diào)試并最終固化到目標(biāo)機(jī)上。本設(shè)計中需要開發(fā)的硬件驅(qū)動有：以太網(wǎng)卡控制器、串口、LCD驅(qū)動、藍(lán)牙模塊、小鍵盤的驅(qū)動程序等。為Linux內(nèi)核編寫驅(qū)動并不像其他操作系統(tǒng)那么復(fù)雜，只需為相應(yīng)的設(shè)備編寫幾個基本函數(shù)并向VFS注冊即可，一般都是在一個現(xiàn)成的驅(qū)動程序基礎(chǔ)上針對特殊的硬件設(shè)備作相應(yīng)的改動。在嵌入式操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上還要開發(fā)微型GUI,編寫動態(tài)網(wǎng)頁和CGI程序來實現(xiàn)嵌入式WEB技術(shù)、安全認(rèn)證、及無線通信協(xié)議等。例如：基于Internet的遠(yuǎn)程控制是通過瀏覽家庭網(wǎng)關(guān)中的Web Server的動態(tài)網(wǎng)頁實現(xiàn)的，遠(yuǎn)程控制程序需要從用戶訪問信息中解出有用的控制命令信息，然后按家庭控制網(wǎng)的內(nèi)部協(xié)議組成命令幀，實現(xiàn)控制的關(guān)鍵是CGI程序的編制，其流程如圖3所示。

圖3 Internet 遠(yuǎn)程控制程序流圖

結(jié)語

本文討論了一個基于ARM微處理器S3C44B0X及mClinux的無線家庭網(wǎng)關(guān)的軟硬件設(shè)計。該家庭網(wǎng)關(guān)控制方式多樣，并且能隨時隨地通過瀏覽網(wǎng)頁實現(xiàn)對家電的遠(yuǎn)程控制。該家庭網(wǎng)關(guān)成本較低，易于升級，便于推廣應(yīng)用。