基于ZedBoard的Web服務器移植研究*

翟倩倩，吳加權，葉　飛，馬　琨

(昆明理工大學 理學院，云南 昆明 650500)

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基于ZedBoard的Web服務器移植研究*

翟倩倩，吳加權，葉飛，馬琨

(昆明理工大學 理學院，云南 昆明 650500)

研究了基于采用Xilinx公司官方開發板ZedBoard進行Web服務器的移植。該開發板采用Xilinx 7系列芯片：XC7Z020，封裝為CLG484，等級速度為-1。該芯片屬于Artix系列型號。Web服務器是一個可以接收HTTP請求并響應請求的網絡服務器，用戶可以通過瀏覽器來訪問并控制ZedBoard。為了實現這一目的，采用Boa服務器進行移植，在Linux系統下運行，支持HTTP1.0和CGI，適用于嵌入式系統的服務器。

ZedBoard開發板；Xilinx 7系列；ARM9；Linux系統；Boa服務器；超級終端；Web服務器；HTML；CGI

1　ZedBoard簡介

在Xilinx公司的7系列芯片推出以前，主要是Virtex系列和Sparartan系列的產品占市場主導地位。由于Virtex系列(如Virtex4和Virtex5)的硬核為PowerPC，隨著市場上V4和V5的芯片大部分停產，以及ARM的廣泛應用，Xilinx推出7系列芯片。Xilinx 7系列包括Artix-7、Kintex-7和Virtex-7，其中Artix-7為低成本的一款系列[1]。本設計采用的ZedBoard開發板的FPGA芯片就是Artix-7系列的產品。

由于ZedBoard中有2個ARM9硬核，因此可以把Linux移植到ZedBoard開發板上。該開發板有官方自帶的Linux操作系統，可以直接從SD卡中啟動。ZedBoard連線圖如圖1所示。該開發板還具有多種方式的視頻輸入，如1080p HDMI、8-bit VGA、OLED、I2S的音頻編碼解碼器、FMC與Pmod接口、千兆以太網接口、4 GB的SD卡與512DDR3內存，用戶可用于視頻處理、電動機控制和以太網通信等方面的應用。該開發板具有雙核ARM9的硬核[2]，用戶可以單獨進行FPGA的設計，也可以和ARM進行協調設計，同樣適合Linux/Andrio的開發。本文采用官方自帶的Linux操作系統，將Web服務器移植到該開發板上。

圖1　ZedBoard連線圖

2　Web服務器

移植Web服務器的主要目的是方便用戶在IE中訪問ZedBoard，并對其進行控制。在當今社會網絡發展如此迅速的今天，在嵌入式管理和交互中，基于Web方式的應用已成為設計的一個主流方向，用戶可以對設備進行遠程交互與控制，大大減少了維護者的工作量[3]。

Boa服務器是一個輕量級的Web服務器，其占用的系統內存小，運行速度快，可實行源代碼開發。Boa服務器支持http1.0和CGI等，其設計主要在于速度與安全方面的考慮[4]，在嵌入式Linux領域比較流行。

3　Boa服務器移植的設計方案

本文采用Xilinx公司的ZedBoard開發板自帶的Linux系統進行Boa服務器的移植。由于要在Linux系統下對Boa進行配置，首先需要安裝由Xilinx官方提供的交叉編譯工具鏈，該工具鏈在Xilinx wiki網站上進行下載，下載完成后放在虛擬機中的Linux系統中并對其進行安裝；安裝完成后打開超級終端輸入vi/etc/profile，把安裝后的路徑加進去完成環境變量的設置(見圖2)；最后在超級終端輸入source/etc/profile[5]。

圖2　環境變量設置

本文采用Red Hat Enterprize 5進行移植操作。首先，在“http://www.boa.org/”下載Boa服務器后進行解壓，在超級終端上輸入“tar-xzvf boa-0.94.13.tar.gz-C/home/boa/”，解壓完成后進入src文件，在超級終端上輸入“./configure”，產生Makefile文件；然后，對Makefile進行修改，找到CC=gcc，替換成上述安裝的交叉編輯工具CC=arm-xilinx-linux-gnueabi-gcc，交叉編譯工具CC=arm-xilinx-linux-gnueabi-g ++；最后，修改完成后在超級終端輸入make，從而成功完成。

在RedHat中打開boa文件，可以通過修改boa.conf來對Boa服務器進行配置。打開boa.conf對其進行修改[6]，修改根目錄文件DocumentRoot /mnt/www；服務器名字修改為ServerName：www.zedboard.org；指定mim.type文件的位置：MimeTypes /etc/mime.types。

從ZedBoard中的SD卡中取出ramdisk.image文件掛載到虛擬機下。輸入“mount -o loop ramdisk.image./file_tmp”，以實現對ramdisk.image的掛載工作。完成掛載后進入file_tmp文件并創建相關文件：mkdir -p etc/boa var/log/boa var/www/cgi-bin，并且完成下述復制工作，操作命令如下[7]。

cp ./boa-master/boa.conf etc/boa

cp ./boa-master/mime.types etc/

touch var/log/boa/error_log var /log/boa/access_log

cp ./boa-master/src/boa root/

cp ./boa-master/examle/cgi-test.cgi var/www/cgi-bin/

cp ./boa-master/example/index.html var/www/index.html

復制完成后對index.html進行編輯(見圖3)，編輯完成后保存并卸載file_tmp。完成上述操作后對ramdisk.image重新進行壓縮，在超級終端上的操作命令如下：umount file_tmp; gzip ramdisk.image。完成上述全部操作后，重新把SD卡插入ZedBoard板上，打開電源和Windows下的超級終端，啟動操作系統。由于開發板與本機不在同一段IP地址，需要對開發板的IP進行配置，在Windows下的超級終端上輸入“ifconfig etho 202.38.214.211”，使開發板和電腦處于同一段IP地址，完成后在IE上輸入開發板的IP地址“202.38.214.211”(見圖4)，就可以順利訪問Boa服務器了。

圖3　HTML文件編寫

圖4　訪問Boa服務器

4　結語

本文通過ZedBoard開發板實現了Boa服務器的移植工作。通過Boa服務器的移植，實現了對ZedBoard開發板的遠程訪問，為ZedBoard開發板在遠程訪問及網絡應用中提供了初步探索。

[1] 陸佳華，潘祖龍，彭競宇.嵌入式系統軟硬件協調設計實戰指南[M].北京：機械工業出版社，2014.

[2] 何賓.Xilinx All Programmable Zynq-7000 SOC設計指南[M].北京：清華大學出版社，2013.

[3] 賀振歡，劉軍，王寶山.Web服務器開發技術[M].北京：人民郵電出版社，2007.

[4] 謝華成，李晶.物聯網系統中嵌入式BOA的移植與應用[J]. 軟件，2011，32(5)：106-110.

[5] 王世江，鳥哥.鳥哥的Linux私房菜[M].北京：人民郵電出版社，2010.

[6] 劉嵩，劉海洋，高志勇.基于FPGA的嵌入式WEB服務器設計與實現[J].計算機測量與控制，2009，17(3)：579-583.

[7] 江國強.SOPC技術與應用[M].北京：機械工業出版社，2006.

*云南省教育廳科學研究基金資助項目(2015Y068)

國家自然科學基金面上項目(51278235)

責任編輯鄭練

Research of Embedded Web Server based on ZedBoard

ZHAI Qianqian, WU Jiaquan, YE Fei, MA Kun

(Faculty of Science, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650500, China)

Use Xilinx development board (ZedBoard) to design. The chip of this board is Xilinx 7 series-XC7Z020, while the package is CLG484 and the speed is -1. It belongs to Artix family. Web server is an internet server that can accept HTTP request and respond to request. The user can use IE to access the ZedBoard and get control. In order to achieve this goal, this design uses Boa server which can accept for HTTP1.0 and CGI. Propose a scheme that how to embed Boa server to the ZedBoard.

ZedBoard, Xilinx 7 series, ARM9, Linux system, Boa server, hyperterminal, Web server, HTML, CGI

TP 274+.2

A

翟倩倩(1992-)，女，碩士研究生，主要從事嵌入式系統等方面的研究。

2016-04-08