基于MicroBlaze嵌入式Web服務(wù)器設(shè)計

　　5 軟件設(shè)計

　　軟件設(shè)計包括：操作系統(tǒng)移植、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧設(shè)計、文件系統(tǒng)生成、應(yīng)用級代碼編寫等部分。

　　5.1 操作系統(tǒng)

　　為了簡化設(shè)計，本文中的Web服務(wù)器采用單一線程，無需RTOS(實時操作系統(tǒng))的支持。故采用EDK提供的僅支持單進(jìn)程的standalone板支持包即可。

　　5.2 協(xié)議棧

　　系統(tǒng)采用的是EDK中包含針對MicroBlaze的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，隱藏了低層硬件細(xì)節(jié)，以類似于Unix套接字的方式實現(xiàn)一個精簡的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧Xilnet。他支持以下一些網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：IP，ARP，ICMP，UDP，TCP。調(diào)用如下函數(shù)初始化棧以及MAC地址和IP地址。

　　5.3 文件系統(tǒng)

　　為了支持HTTP協(xié)議，一個文件系統(tǒng)是必不可少的。本設(shè)計使用EDK提供的xilmfs文件系統(tǒng)對網(wǎng)頁的靜態(tài)頁面和圖片進(jìn)行組織和存儲。

　　調(diào)用mfs_file_open()和mfs_file_wrire()函數(shù)打開和創(chuàng)建文件系統(tǒng)?？紤]到有限的系統(tǒng)資源，文件存放在DDR SDRAM中。

　　5.4 HTTP協(xié)議及其實現(xiàn)

　　嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的核心是HTTP(超文本傳送協(xié)議)引擎。HTTP是WWW上的協(xié)議。HTTP協(xié)議使Web服務(wù)器和瀏覽器可以通過Web交換數(shù)據(jù)。他是一種請求/響應(yīng)協(xié)議，即服務(wù)器等待并響應(yīng)客戶方請求。當(dāng)用戶要瀏覽服務(wù)器上的一個網(wǎng)頁時，一個HTTP請求就會從用戶的瀏覽器發(fā)到HTTP服務(wù)器。服務(wù)器響應(yīng)這個請求，把指定的網(wǎng)頁傳送回來，用戶才看到了網(wǎng)頁。HTTP協(xié)議不維護(hù)與客戶方的連接，他使用可靠的TCP連接，通常采用TCP的80端口?？蛻?服務(wù)器傳輸過程可分為4個基本步驟：瀏覽器與服務(wù)器建立連接;瀏覽器向服務(wù)器請求文檔;服務(wù)器響應(yīng)瀏覽器請求;斷開連接。

　　服務(wù)器程序開始運行時，主進(jìn)程就創(chuàng)建一個套接字，并與主機(jī)地址綁定到一起，隨后置為被動監(jiān)聽狀態(tài)，等待客戶端連接請求的到來，分別有xilsock_socket()創(chuàng)建一個套接字，xilsock_bind()綁定，xilsock_listen()監(jiān)聽，xilsock_accept()接收來完成。一旦接收一個連接，xilsock_acept()會返回一個新的套接字描述符，主程序則開辟一個新的子程序來處理這個新的連接。這樣系統(tǒng)可以同時接收多個客戶端的請求。

　　如圖2所示，首先創(chuàng)建套接字，將套接字與本地地址和端口綁定，并設(shè)置套接字處于監(jiān)聽狀態(tài)。Web服務(wù)器在接收一個連接請求后，讀取用戶的請求，根據(jù)用戶的請求進(jìn)行相應(yīng)的處理。

　　當(dāng)請求位靜態(tài)文本時，文檔直接提交輸出，當(dāng)請求位動態(tài)文本時，請求模塊自動調(diào)用腳本引擎，將腳本替換位現(xiàn)場數(shù)據(jù)，再提交輸出，當(dāng)請求為帶參數(shù)的執(zhí)行命令時，請求解析器調(diào)用命令執(zhí)行模塊分析命令并控制監(jiān)控前端。

　　這里并沒有采用通常的CGI(Common Gateway Interface)技術(shù)對請求信息進(jìn)行處理，而是將活動頁面由加載進(jìn)Web服務(wù)器的模塊處理，因此處理速度比CGI程序更快、更高效。活動頁面還可以處理表單、HTTP會話和方便的訪問數(shù)據(jù)庫。因此，活動頁面對動態(tài)Web頁面提供完整的服務(wù)器端支持。

　　6 結(jié) 語

　　本文介紹的基于MicroBlaze的嵌入式Web服務(wù)器可以實現(xiàn)預(yù)期功能，用戶可以通過IE瀏覽器瀏覽存儲到FLASH芯片中的網(wǎng)頁。

　　CPU本身是以軟核的方式實現(xiàn)，其功能可根據(jù)需要進(jìn)行定制，非常靈活。EDK不但在硬件設(shè)計上提供了支持，在軟件上也為設(shè)計者提供了較好的支持，提供了現(xiàn)成的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧。加上EDK提供的集成開發(fā)環(huán)境使得軟件開發(fā)更加便利。采用這種方式的控制系統(tǒng)具有控制分散、開放性好、使用簡單、穩(wěn)定性好等優(yōu)點，而且可以通過瀏覽器進(jìn)行遠(yuǎn)程多點監(jiān)控和遠(yuǎn)程支持，是未來控制系統(tǒng)發(fā)展的一個趨勢。