电子技术论坛_中国专业的电子工程师学习交流社区-中电网技术论坛

标题: 基于以太网LWIP的Web server的实现 [打印本页]

作者: pengpengpang 时间: 2014-10-23 22:00 标题: 基于以太网LWIP的Web server的实现

在目前的嵌入式系统设备中，WEB服务器的搭建越来越受欢迎，它广泛应用于智能家居、环境监测、交易/支付终端及网络传感器等领域。通过以太网接口将嵌入式设备和PC机相连，实现高速数据的传输。人们可以通过PC机上的浏览器访问嵌入式设备的服务器，能快速的存储和读取相关数据，也能控制嵌入式设备。本设计是基于安福利公司的LX9 Microboard开发板，采用赛灵思公司的Microblaze软核搭建一个嵌入式系统，通过LWIP协议实现以太网数据的传输。
以太网络接口采用的是TCP/IP协议栈，而LWIP是TCP/IP协议栈的一种实现，全称是LightWeight IP，它是TCP/IP实现的简化。LWIP的主要目的是减少存储器利用量和代码尺寸，使 LWIP适合应用于小的、资源有限的处理器如嵌入式系统。为了减少处理器和存储器要求，lwIP 可以通过不需任何数据拷贝的API进行裁减。
赛灵思的软件开发平台SDK提供了LWIP的IP核，用户只需配置参数后即可调用。在配置参数时，LWIP的实现提供了两种模式，分别为Socket模式和RAW模式。Socket模式需要调用xilkernel操作系统，而RAW模式可以直接使用，占用资源相对较少，本设计采用RAW模式实现以太网的数据传输。
一：硬件设计
运用Xilinx ISE Design Suite 13.1中的EDK创建一个新的工程。CPU的时钟设置为100M，由于系统有两种总线标准，相比于PLB总线，AXI总线具有更高的带宽，可以传输更高的速率，因此本设计采用AXI总线。在外围设备配置中选择DIP_Switches_4Bits、Ethernet_MAC、LEDs_4Bits、MCB3_LPDDR、SPI_FLASH、USB_Uart、axi_timer_0等IP核。配置完成后，在System Assembly View中可以看到系统各个IP核的关系，如图1所示。
[[wysiwyg_imageupload:87:]]
图1 系统各个IP核的联系
编译完成后，硬件配置即完成。
二：软件设计
1：文件系统制作
在下载程序时，必须将WEB服务器的相关文件先做成镜像文件，再通过JTAG下载到开发板中。
WEB服务器的文件采用安福利公司提供的演示文件，在CMD环境下，使用命令mfsgen -cvbf ../image.mfs 3000 css images js yui generate-mfs index.html xapp1026.pdf ，如图2所示。
[[wysiwyg_imageupload:88:]]
图2 镜像文件的制作

2：程序设计
程序的基本流程为：先设置服务器和客户端的IP地址，再对lwip进行初始化，调用初始化函数lwip_init();再初始化以太网设置，调用xemac_add()函数;再打开系统中断，调用函数microblaze_enable_interrupts();然后打开WEB服务器的设置，最后进入while循环，等待客户端访问。
程序通过编译后，下载到开发板中，将PC机的IP地址和服务器的IP地址设置为同一网段。下载完成后，串口将输出信息，如图3所示。
[[wysiwyg_imageupload:89:]]
图3 串口输出信息
在PC机上打开浏览器，输入网址：http://192.168.1.10 ，即可访问下载到开发板中的网页文件了，其页面如图4:所示。
[[wysiwyg_imageupload:90:]]
图4 访问页面
点击网页上的Toggle LEDs按钮将能控制4个LED灯的状态。修改代码，也可以分别控制每个LED灯。点击网页上的Update Status按钮将能读取开关变量的值。
三：结论及展望
通过本设计，基本能实现利用FPGA实现WEB服务器的开发，由于赛灵思提供了强大的IP核功能，利用赛灵思的嵌入式工具开发比较小的系统时，通常具有开发周期短，难度低，成本小和可移植性好的优点。在此基础上，我们还能扩展出许多其它的功能，比如开发板外接温度传感器芯片、湿度检测芯片和场强检测芯片等，读取室内温度值、湿度值和场强值等发回到网站页面上，人们可以方便的知道室内的环境。
如果想看大图可以点击附件看pdf文档

欢迎光临电子技术论坛_中国专业的电子工程师学习交流社区-中电网技术论坛 (http://bbs.eccn.com/)