SX微控制器的虛擬外設及Internet應用

圖1所示為Ubicom公司用匯編語(yǔ)言實(shí)現的以太網(wǎng)協(xié)議棧，即 TCP/IP軟件的四層抽象分層：最底層，是專(zhuān)門(mén)用來(lái)傳輸IP包的物理層，即NIC設備驅動(dòng)程序；向上一層，是網(wǎng)絡(luò )層，負責數據在網(wǎng)上的端到端傳輸；再向上，是我們熟悉的TCP、UDP的傳輸層，一般的應用程序都是建立在傳輸層上的，例如Web服務(wù)、簡(jiǎn)單郵件服務(wù)。

由于SX芯片的高效性和高速處理能力，它提供的Internet 協(xié)議棧，可以很方便地構造Internet應用系統。例如，用HTTP 協(xié)議可以構造Web服務(wù)器，用SMTP協(xié)議可以構造郵件服務(wù)的客戶(hù)端，用 PPP協(xié)議構造點(diǎn)到點(diǎn)的系統。利用這些服務(wù)，就可以方便地實(shí)現遠程控制系統，應用于諸如智能家電、機頂盒、遠程監控系統、防盜系統等系統中去。

4.1 Web服務(wù)器

Web的工作基于客戶(hù)機/服務(wù)器模型，由Web瀏覽器和Web 服務(wù)器構成，兩者之間采用HTTP協(xié)議進(jìn)行通信?；赟X的嵌入式 Web服務(wù)器包含了IP/ICMP協(xié)議、PPP協(xié)議、TCP協(xié)議及HTTP協(xié)議，能和Internet上的任何類(lèi)型的Web瀏覽器進(jìn)行交互式通信，并能夠提供各種類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò )資源服務(wù)，如：HTML、文本文檔、圖像、Java腳本、Java applets、PDF文檔等。這些資源通過(guò)虛擬外設存儲在外部擴展的EEPROM里。

當瀏覽器與Web服務(wù)器交互時(shí)，HTTP通過(guò)統一資源定位器URL(Uniform Resource Locator)來(lái)確定Web服務(wù)器應該為瀏覽器提供哪些資源。為了節省空間，在SX系統上的文件系統不同于傳統的計算機文件系統，它是通過(guò)一種靈活的 Hush算法來(lái)實(shí)現的。EEPROM中的每一個(gè)文件都有一個(gè)不同的 Hush值與之相對應，存取的時(shí)候很快可以計算出文件的地址，因此，既可以節省空間，又提高了存取文件的速度。此外，它可以根據網(wǎng)頁(yè)中嵌入的特殊標志，來(lái)實(shí)現動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)，即顯示實(shí)時(shí)采集的數據和進(jìn)行控制操作。下面是用來(lái)讀取系統溫度的動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)程序，其中的“瘃? ”字符是用來(lái)在網(wǎng)頁(yè)中插入溫度的標志，網(wǎng)頁(yè)存放在EEPROM中。

HTML>
HEAD>
TITLE> 實(shí)時(shí)溫度監視器/TITLE>
/HEAD>
BODY BGCOLOR=#404040 text=#80FF00>
center>現在的溫度是:font size=+2color=#FF99FF> 瘃/font>/center>
P>
font color=#FFFFFF>按'F5'鍵,刷新網(wǎng)頁(yè)來(lái)查看現在的溫度/font>
/BODY>
/HTML>

當用戶(hù)發(fā)出頁(yè)面請求時(shí)，程序判斷“瘃頡閉餳父鱟址這幾個(gè)字符，在將TCP包的時(shí)候，把溫度值嵌入到網(wǎng)頁(yè)中去，從而實(shí)現通過(guò)網(wǎng)頁(yè)讀取系統的溫度。不過(guò)，要注意“瘃頡弊址“? 字符是不在網(wǎng)頁(yè)上顯示的。

4.2 郵件客戶(hù)端

發(fā)送郵件的客戶(hù)端也可以通過(guò)TCP API來(lái)實(shí)現，即通過(guò)TCP協(xié)議的上一層協(xié)議SMTP(簡(jiǎn)單郵件傳輸協(xié)議)來(lái)完成郵件的發(fā)送。Web服務(wù)器使用TCP 連接2，郵件客戶(hù)端使用的是連接1。郵件客戶(hù)端不同于Web服務(wù)器需要等待遠程請求來(lái)建立TCP連接，它初始化并打開(kāi)一個(gè)遠程處在監聽(tīng)狀態(tài)的SMTP(簡(jiǎn)單郵件傳輸協(xié)議)服務(wù)器的TCP連接。監聽(tīng)指的是遠端服務(wù)器的半個(gè)Socket(套接字)，它只包括遠程SMTP服務(wù)器的TCP端口，通常是25。一旦連接建立，SMTP服務(wù)器就將請求連接的客戶(hù)端的IP地址和端口號填充Socket。此時(shí)，郵件客戶(hù)端就可以接收、發(fā)送數據了。SMTP協(xié)議是基于文本的用來(lái)實(shí)現簡(jiǎn)單命令響應的語(yǔ)言。下面的例子演示了 SMTP是如何工作的

220 Eserv/2.92 ESMTP server ready.
HELO sx
250 Hello 10.1.1.20
MAIL FROM:
250 OK
RCPT TO: joe@demo.sx
250 OK
DATA
354 send the mail data, end with.
Subject: Simple SX message
現在溫度是 28 攝氏度.
250 OK message accepted for delivery
QUIT
221 Service closing transmission channel

綜上所述，可以看出，如果把這種芯片嵌入到家電里，就可以通過(guò)網(wǎng)頁(yè)查看、控制空調、熱水器, 下班的時(shí)候打開(kāi)家里的熱水器，回家以后，就可洗個(gè)舒服的熱水澡；如果把這種芯片嵌入到環(huán)境比較惡劣的實(shí)驗環(huán)境里，就可以脫離輻射、高溫對人體的危害，而能得到實(shí)時(shí)的實(shí)驗數據。

5 嵌入式網(wǎng)絡(luò )產(chǎn)品的未來(lái)展望

由于近年來(lái)Internet及通信產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，半導體制造商都試圖將各種通信協(xié)議集成在一個(gè)芯片內。但是，這種方法在實(shí)現過(guò)程中存在著(zhù)很多問(wèn)題，唯一的解決方案是利用軟件來(lái)完成協(xié)議處理功能。由于SX單片機具有100 MIPS的指令處理速度，加上它的虛擬外設軟件模塊，能夠滿(mǎn)足通常的嵌入式產(chǎn)品的對處理性能的要求；同時(shí)，由于該單片機采用軟件來(lái)實(shí)現各種協(xié)議處理，便于將來(lái)在不改變硬件的情況下，只需改變內置程序即可升級整個(gè)嵌入式系統的功能?，F在Ubicom公司發(fā)布的新產(chǎn)品 IP2022更是體現了它的這種思想，而且，軟件模塊的選擇更加方便，功能也更加強大，相信未來(lái)的電器都會(huì )貼上“Web Inside”的標志。

參考文獻
1 樂(lè )德廣，郭東輝，等. 基于SX微處理器的嵌入式Internet技術(shù)及其應用系統的設計. 嵌入式系統論文集，2000.11
2 Ubicom, Inc. Application Note 37(Web Server Send Email Client Implementation with Ethernet as the Physical Layer). January 2000

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