隨著計算機技術、網絡技術和微電子技術的深入發(fā)展，SoC的定義多種多樣，由于其內涵豐富、應用范圍廣，很難給出準確定義。一般說來， SoC稱為系統級芯片，也有稱片上系統，意指它是一個產品，是一個有專用目標的集成電路，其中包含完整系統并有嵌入軟件的全部內容。同時它又是一種技術，用以實現從確定系統功能開始，到軟/硬件劃分，并完成設計的整個過程?！霸O備即網絡”是后PC時代對嵌入式系統的客觀要求。因此，需要建立嵌入式的web服務器，以便在智能家居系統中通過智能終端設備（如掌上電腦等），實現對信息家電的遠程控制，而信息家電也可以根據需要自動將設備運行的狀態(tài)信息發(fā)送給設定的目標對象。因此，嵌入式web技術給人們的日常生活和工作帶來了極大的方便，在各種企業(yè)和工業(yè)系統中也都有非常重要的實際意義。

嵌入式web服務器以其低成本、小體積、低功耗等諸多優(yōu)點，而在生產、生活的許多領域發(fā)揮著越來越重要的作用。嵌入式系統的CPU已從過去的8位發(fā)展到如今的32位，并且大多采用RISC（Reduced Instruction Set Computer）結構，RISC（reduced instruction set computer，精簡指令集計算機）是一種執(zhí)行較少類型計算機指令的微處理器，起源于80 年代的MIPS主機（即RISC 機），RISC機中采用的微處理器統稱RISC處理器。這樣一來，它能夠以更快的速度執(zhí)行操作（每秒執(zhí)行更多百萬條指令，即MIPS）。因為計算機執(zhí)行每個指令類型都需要額外的晶體管和電路元件，計算機指令集越大就會使微處理器更復雜，執(zhí)行操作也會更慢。RISC概念已經引領了微處理器設計的一個更深層次的思索。設計中必須考慮到：指令應該如何較好的映射到微處理器的時鐘速度上（理想情況下，一條指令應在一個時鐘周期內執(zhí)行完）；體系結構需要多“簡單”；以及在不訴諸于軟件的幫助下，微芯片本身能做多少工作等等。

1 嵌入式web服務器的硬件設計

1.1 微處理器的選擇

AT91SAM9263是一種基于ARM926EJ-S內核的ARM處理器，它帶有MMU存儲器管理單元，當其運行在200MHz時擁有220MIPS的運算性能，并具有DSP擴展指令和JAVA硬件加速功能。AT9lSAM9263有能力連接多種內存設備和大容量硬盤設備，并嵌入有LCD控制器、2D圖形加速器、圖像傳感器接口、標準外設接口、多媒體卡接口、CAN控制器等。

1.2 網卡芯片的選擇

本設計采用CS8900A來擴展嵌入式系統外圍網口。CS8900A是Cirrus公司生產的一種高集成度且全面支持IEEE802.3標準的以太網控制器，可支持8位、16位微處理器，并可以工作在I／O方式和Memory方式。它的片內集成有4KB容量的Packetpage結構的RAM，該4KB存儲器映像結構RAM包括片內各種控制、狀態(tài)、命令寄存器，以及片內發(fā)送、接收緩存。圖l所示是CS8900A的結構框圖。

1.3 硬件結構

本系統的硬件結構框圖如圖2所示。本系統以AT91SAM9263為核心，通過網卡芯片CS8900以及RJ45接口來鏈接Ethernet網絡。系統采用的大容量存儲器Flash是一種可在系統中進行電檫寫、掉電后信息不丟失的存儲器，主要用于存放系統啟動代碼（bootloader）、Linux內核和文件系統，也可以存放用戶應用程序。flash的英文解釋為：n.閃光，閃現，一瞬間，閃現，反射，使迅速傳便，vt.使閃光，反射 adj.閃光的，火速的。Flash也是由macromedia公司推出的交互式矢量圖和 Web 動畫的標準，由Adobe公司收購。網頁設計者使用 Flash 創(chuàng)作出既漂亮又可改變尺寸的導航界面以及其他奇特的效果。Flash也是存儲芯片的一種，通過特定的程序可以修改里面的數據。

本系統中的SDRAM存儲芯片選用的是MT48LC16M16A2TG，設計時可將兩片16位MT48LC16M16A2TG并聯為32位數據寬度64 MB空間的SDRAM存儲系統。

另外，系統還集成了一個USB HOST和USBDevice接口、一個JTAG接口、一個SD卡接口、一個RS232串口以及AC97音頻接口。

1.4 網絡接口電路設計

Web服務器系統設計的一個核心部分就是網絡接口電路。本設計的網絡接口電路的構成電路如圖3所示。WEB服務器也稱為WWW（WORLD WIDE WEB）服務器，主要功能是提供網上信息瀏覽服務。 WWW 是 Internet 的多媒體信息查詢工具，是 Internet 上近年才發(fā)展起來的服務，也是發(fā)展最快和目前用的最廣泛的服務。正是因為有了WWW工具，才使得近年來 Internet 迅速發(fā)展，且用戶數量飛速增長。

的外部總線相連接，其控制信號線主要有三根，分別是片選信號線、讀有效和寫有效信號線。另外，可通過控制總線、一組地址總線和一組數據總線將網絡接口電路與ARM芯片相連。網絡電路后端連接有RJ45接口，主要是提供與ETHERNET的連接通訊接口。

2 WEB服務器軟件設計

2.1 Linux系統移植

本設計采用Linux作為操作系統，Linux系統具有開放源碼、軟件資源豐富、內核功能強大、性能高效、穩(wěn)定、可支持多種硬件平臺等特點。除此之外，Linux還具有完善的網絡通信功能，可支持TCP／IP等多種協議，而且Linux系統內核中已經緊密地集成了網絡功能并有大量的網絡應用程序，可為實現網絡通信提供有力的支持。Linux是一類Unix計算機操作系統的統稱。Linux操作系統的內核的名字也是“Linux”。Linux操作系統也是自由軟件和開放源代碼發(fā)展中最著名的例子。嚴格來講，Linux這個詞本身只表示Linux內核，但在實際上人們已經習慣了用Linux來形容整個基于Linux內核，并且使用GNU 工程各種工具和數據庫的操作系統。Linux得名于計算機業(yè)余愛好者Linus Torvalds。

一個嵌入式系統通?？梢苑忠龑Ъ虞d程序、內核、文件系統為3個層次。因此，Linux的系統移植也包括3個部分：即引導程序（BootLoa-der）移植、內核移植和文件系統制作。

Bootloader （引導加載程序）是系統加電后運行的第一段代碼。它的運行時間非常短，但對于嵌入式系統來說。這是一個非常重要的系統組成部分，主要負責ARM硬件的初始化，設置Linux的啟動參數，然后跳轉到Linux內核啟動代碼的第一行語句引導Linux。

內核是所有嵌入式Linux系統的核心軟件，內核移植是一個比較復雜的任務，也是嵌入式系統開發(fā)中非常重要的一個過程。內核移植一般包括內核配置、編譯和內核下載三大部分。移植過程的關鍵步驟如下：

（1）準備下載linux源碼

本設計選用的內核版本是linux-26.22，然后通過解壓縮得到內核源碼。同時在linux系統開發(fā)環(huán)境下安裝交叉編譯器arm-linux-gcc。

（2）修改內核代碼

修改內核代碼主要是選定Linux內核對處理器的支持和修改以及與外部設備相關的內核代碼。首先在linux-2.6.22根目錄下修改Makefile文件，主要應當修改下面兩行內容：

ARCH=arm；說明目標是ARM體系結構；

CROSS_COMPILE =／usr／local／arm／1.3.1／bin／aim-linux-gcc；設置為宿主機上交叉編譯工具鏈的絕對路徑。

除此之外。還需要修改與AT91SAM9263處理器相關的代碼，這些代碼集中在arch目錄中和include目錄下文件名以asm開頭的子目錄中。

（3）配置和編譯內核

配置內核選項是移植內核過程中很重要的一步，主要是對內核功能模塊進行選擇及參數設定。在內核源代碼目錄下運行make menuconfig可對內核進行配置，主要是載入AT91SAM9263參考開發(fā)板的默認配置，并在此基礎上進行相關的驅動選擇等。配置完成后，可保存退出配置菜單界面，然后在內核源代碼目錄上輸入命令make。

本設計所采用的文件系統是直接從網絡上獲取一個已經生成的文件系統，并在此基礎上進行添加和修改，最后形成自己的文件系統。在開發(fā)過程中，可利用Linux系統所提供的NFS服務，并通過網絡掛載文件系統進行系統調試。最后將Uboot映像文件、Linux內核文件uImage、文件系統鏡像文件燒寫到NANDflash上相應的分區(qū)。

2.2 Web服務器的移植

Web服務器Boa是一個單任務的小型HTTP服務器，源代碼開放、性能優(yōu)秀，運行所需空間僅為140 KB左右。特別適合于在嵌入式系統中。本設計采用移植Boa的方法來實現嵌入式Web服務器部分，以滿足訪問網頁的要求，其主要移植過程如下：

首先是下載Boa源代碼。Boa web服務器的源代碼可以從http：∥www.boa.org下載，本文中的下載文件為：boa-0.94.13.tar.gz.

其次是安裝并編譯Boa源代碼，操作時可執(zhí)行以下命令：

#cd／home／

#tar zxvfboa.tar.gz

#cd boa／ src

生成Makefile文件#.／configure后，即可修改Makefile文件，找到CC=gcc，將其改成CC=armlinux-gcc；再找到CPP=gee-E，其將其改成CPP=arm-linux-gec-E，然后保存退出。

運行make進行編譯后，即可在boa／ src目錄下生成Boa文件，該文件即為Boa Web服務器執(zhí)行文件。

勢頭應當配置Boa Web服務器。Boa啟動時將加載一個配置文件boa.conf。用戶可以根據自己的需要對boa.conf進行修改，但必須保證其它的輔助文件和設置必須與boa.conf里的配置相符，否則，Boa就不能正常工作。Boa源碼boa-0.94.13目錄下已有一個示例文件boa. conf位于boa／example下面，可以根據需要在其基礎上進行修改。然后將修改好的配置文件Boa.conf存放于嵌入式系統根文件／etc／boa目錄下。

最后就是測試Boa的運行。在re文件中執(zhí)行：#ifconfig eth0 192.168.0.1命令給嵌入式Web服務器配置IP。并通過IE瀏覽器連接到運行Boa的嵌入式系統http：∥192.168.0.1／，這樣，就可以訪問到之前放置的index頁面了。

3 結束語

本設計以AT9lSAM9263為核心，在此基礎上給出了一個web服務器。并在硬件方面設計了一個嵌入式系統，該系統包括網絡接口、AD卡接口、USB接口等各種外設。文中還在網絡接口的基礎上，給出了將Linux移植到硬件平臺，并最終移植web服務器的實現方法。