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1、毕业设计论文毕业设计（论文） 题 目 名 称：ARM平台嵌入式WEB服务器的设计与实现 专 业：通信 摘 要论文主要介绍了基于ARM9的嵌入式Web服务器Boa的软、硬件设计及其实现，其中硬件部分的核心是三星的S3C2440为处理器。最后成果形式为可以远程访问的WebServer嵌入式服务器。Boa是一款单任务的HTTP服务器。与其他传统的Web服务器不同的是当有连接请求到来时,它并不为每个连接单独创建进程, 也不通过复制自身进程来处理多链接。而是通过建立HTTP请求列表来处理多路HTTP连接请求。同时它只为CGI程序创建新的进程,这样就在最大程度上节省了系统资源,这对嵌入式系统来说至关重要。
2、同时它还具有自动生成目录、自动解压文件等功能。因此, Boa在嵌入式系统中具有很高的应用价值。关键词:ARM；Linux；嵌入式Web服务器；CGIAbstractThis paper has mainly developed the software hardware design and realization of the embedded Web server Boa based on ARM. And the core of the hardware part is S3C2440 microprocessor produced by Samsung . The final achi
3、evement is the embedded webserver which can remote visit. Boa is a single-tasking HTTP server. That means that unlike traditional webservers, it does not fork for each incoming connection, nor does it fork many copies of itself to handle multiple connections. It internally multiplexes all of the ong
4、oing HTTP connections. And forks only for CGI programs, this is very important to embedded system. At the same time, it also has the function of automatic directory generation、automatic file gunzipping and so on. So Boa is of highly value in the embedded system application. Keywords: ARM；Linux；Embed
5、ded Web server；CGI第一章 引言6第二章 课题背景72.1 嵌入式系统简介82.2 嵌入式系统和Linux82.3 ARM9硬件平台92.3.1 ARM简介92.3.2 mini2440嵌入式开发板9第三章 建立嵌入式系统开发环境102.1 在Vmware下安装ubuntu12.04112.2 虚拟机的配置122.2.1 安装配置tftp服务器122.2.2 配置NFS服务器132.2.3 交叉编译器的配置13第四章 系统移植144.1 Uboot移植144.2.U-boot烧写144.3.1 u-boot的功能144.3.2 使用DNW烧写u-boot144.3.3 使用H-
6、Jtag烧写u-boot154.3Linux内核移植154.3.1 Linux kernel 的下载164.3.3 Linux内核的配置和编译164.4 文件系统的移植174.5 加载Linux内核映像174.6 Boa Web服务器的移植184.6.1 Boa Web服务器的建立184.7 Linux下动态Web页面的实现194.7.1 CGI程序分析194.7.2 Form输入的分析和解码21第五章 嵌入式Web服务器225.1 概述225.2 Web服务器原理235.3 嵌入式Web服务器实现原理235.3.1 TCP/IP协议235.4 嵌入式Web服务器Boa245.4.1 Boa概
7、述245.4.2 Boa的功能实现24第六章 CGI技术256.1 CGI概述256.2 CGI工作原理26第七章 系统功能的测试287.1 测试Web服务器287.2 动态Web页面测试29结束语32致谢33参考文献34附录35第一章 引言随着计算机技术的发展，嵌入式系统已成为计算机领域的一格重要组成部分。以ARM体系结构设计的微处理器具有高性能、低功耗和低成本的特点，它广泛应用于嵌入式系统设计领域，是目前最广泛的32位微处理器。以前设备控制系统一般是通过通信线路进行的，其通信介质、通信协议、相关软件和硬件都是专用的，而Internet 技术的发展使嵌入式设备的远程控制和管理方式有了改变。不
8、需要专用的通信线路，并且传输的信息不局限于数据信号，还有声音和图像。最终要的是其通信协议是标准且公开的。随着Web技术的发展，几乎改变了现在的信息表达形式，很多应用都是基于Web技术的。由于HTML语言的标准统一性，只要在嵌入式设备中有一个微型服务器，就可以使用任意一种Web浏览器接收和发送信息。所以如何设计这种特别的Web服务器，如何在嵌入式设备中安装Web服务器，就成了嵌入式Web服务器的发展和研究方向。对于嵌入式Web服务器的研究和应用，其意义是重大的，它为我们管理、控制和监测各种各样的设备提供了一个很好的途径。这种设备可以是具有有限内存资源的8位或16位系统，已足够提供一个用户界面，而
9、且这种方式是基于Internet的。这种设备可以在世界任何一个地方，只要它连入Internet就能够控制它。第二章 课题背景这章对嵌入式系统作了定义，详细介绍了嵌入式Linux以及嵌入式Linux在现代嵌入式系统中的地位，最后介绍了本次课题的硬件平台。2.1 嵌入式系统简介嵌入式系统被定义为：以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。在制造工业、过程控制、通讯、仪器、仪表、汽车、船舶、航空、航天、军事装备、消费类产品等方面均是嵌入式计算机的应用领域。嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术和各个行业的具体
10、应用相结合后的产物，这一点就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。2.2 嵌入式系统和Linux随着微处理器的产生，价格低廉、结构小巧的CPU和外设连接提供了稳定可靠的硬件架构，那么限制嵌入式系统发展的瓶颈就突出表现在了软件方面。尽管从八十年代末开始，陆续出现了一些嵌入式操作系统，比较著名的有Vxwork、pSOS、Nucleus和Windows CE。但这些专用操作系统都是商业化产品，其高昂的价格使许多生产低端产品的小公司望而却步；而且源代码封闭性也大大限制了开发者的积极性。另外结合国内实情，当前国家对自主操作系统的大力支持，也为源码开放的Linux的推广提
11、供的广阔的发展前景。还有，对上层应用开发者而言，嵌入式系统需要的是一套高度简练、界面友善、质量可靠、应用广泛、易开发、多任务，并且价格低廉的操作系统。在不久的将来，从冰箱到收音机都会内置处理器。因为Linux的开放性，许多人认为Linux非常适合多数Internet设备。他们认为Linux可以支持不同的设备，支持不同的配置。Linux对厂商不偏不倚而且成本极低，能够很快成为用于各种设备的操作系统。如今，业界已经达成共识：即嵌入式Linux是大势所趋，其巨大的市场潜力与酝酿的无限商机必然会吸引众多的厂商进入这一领域。Linux为嵌入操作系统提供了一个极有吸引力的选择，它是个和Unix相似、以核心
12、为基础的、完全内存保护、多任务多进程的操作系统。支持广泛的计算机硬件,包括X86,Alpha,Sparc,MIPS,PPC,ARM,NEC,MOTOROLA等现有的大部分芯片。程式源码全部公开，任何人可以修改并在GNU通用公共许可证(GNU General Public License)下发行,这样，开发人员可以对操作系统进行定制，再也不必担心像MS windows操作系统中后门的威胁。同时由于有GPL的控制,大家开发的东西大都相互兼容，不会走向分裂之路。Linux用户遇到问题时可以通过Internet向网上成千上万的Linux开发者请教,这使最困难的问题也有办法解决。Linux带有Unix用
13、户熟悉的完善的开发工具，几乎所有的Unix系统的应用软件都已移植到了Linux上。Linux还提供了强大的网络功能，有多种可选择窗口管理器（X windows）。其强大的语言编译器gcc、g+等也可以很容易得到。不但成熟完善、而且使用方便7。选择Linux的原因：1.可应用于多种硬件平台。Linux已经被移植到多种硬件平台，这对受开销、时间限制的研究与开发项目是很有吸引力的。原型可以在标准平台上开发然后移植到具体的硬件上，加快了软件与硬件的开发过程。2.Linux可以随意地配置不需要任何的许可证或商家的合作关系。3.它是免费的，源代码可以得到。这是最吸引人的。毫无疑问，这会节省大量的开发费用。
14、4.它本身内置网络支持。5.Linux的高度模块化使添加部件非常容易。6.Linux在台式机上的成功，使大家看到了Linux在嵌入式系统中的辉煌前景。2.3 ARM9硬件平台2.3.1 ARM简介广义地讲，凡是带有微处理器的专用软硬件系统都可以称为嵌入式系统。它是嵌入到对象体系中的专用计算机系统，以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。ARM作为嵌入式系统得核心，既可以认为是一个公司的名字，也可以认为是对一类微处理器的通称，还可以认为是一种技术的名字，目前非常流行的ARM内核有ARM7TDM1、StrongARM、ARM720T、ARM9TDM1、ARM920T、ARM940T、ARM946T、ARM966T、ARM10TDM1等。本文所讨论的目标板的CPU为ARM920T内核的三星S3C2410芯片。下面介绍该微处理器的特点及其应用领域。ARM9系列微处理器在高性能和低功耗特性方面提供最佳的性能。它具有以下特点：l 提供1.1MIPS/MHz的5级流水线结构；l 支持32位ARM指令集和16位Thumb指令集；l 支持32位高速AMBA总线接口；l 全性能MMU，支持W
