Web服务在TM1300上的实现

2007-03-09 19:03:27来源: 互联网
摘要:介绍了在TM1300上实现Web服务的方法。通过开发Web服务,用户使用普通的Web浏览器就可以访问基于TM1300的多媒体通信平台、配置系统的运行参数、监控系统的运行状态并进行故障诊断。实验结果表明,这种方法可以大大提高系统的交互性和灵活性。 关键词:Web服务 嵌入式系统 pSOS TM1300 TM1300是Philips公司为音频、视频等多媒体应用而专门设计的多媒体处理器。除具有DSP的基本功能外,该处理器还针对音频应用进行了优化,并在片内集成了视频输入/输出、音频输入/输出及高速同步串行通信等接口,因而在多媒体信息处理领域有非常广泛的应用。图1给出了笔者设计的多媒体处理平台的系统结构。 系统的核心是运行pSOS操作系统的TM1300芯片。视频输入和输出接口利用TM1300本身提供的视频输入/输出单元,结合外围的视频A/D、D/A芯片共同完成。其中,视频A/D使用Philips公司的SAA7111,而D/A则使用SAA7121。它们可以与TM1300进行无缝连接。事实上,所有与CCIR656/CCIR601兼容的视频A/D、D/A芯片均可以直接与TM1300的视频输入输出单元相连。 音频输入/输出接口上的A/D、D/A芯片采用了Analog Devices公司的AD1849立体声处理芯片。AD1849是16位串行接口立体声信号编解码器。它具有多个输入通道和输出通道,支持μ率PCM、A率PCM、16位线性PCM和8位无符号PCM四种编码方式。 除音频、视频接口外,还设计了基于CS8900的以太网接口,以便能将多媒体处理的结果直接发送到以太网。RS-232接口是本设计的另一个通用接口,计算机可以通过该接口对系统的运行进行控制,并获取系统运行状况。 在实际应用过程中,由于用户的需求不相同且经常变化,这就要求多媒体处理平台的参数需要经常调整,某些时候还需要实时调整。尽管这些功能可以通过RS-232接口实现,但这要求操作人员到现场用计算对多媒体处理平台进行控制,很不方便。为此,设计一个嵌入式Web服务器,利用网络对整个平台进行控制成为一种必然的选择。一方面它可以为用户提供可视化的图形界面,方便用户进行各种参数控制;另一方面,用户可以在任何时间对参数进行调整,满足自己的需要。 1 嵌入式Web服务器开发的难点 谈到Web服务器,人们自然会想到目前常见的Web服务器,如Windows IIS、Apache、CERN Server、Netscape Enterprise Server、Netscape Enterprise Server等。由于这些服务器程序的功能非常强大,通常需要在高性能计算机上运行,以便为用户提供高速、并发的访问。 相对于计算机上运行的Web服务程序,在TM1300上运行的Web服务有很多独特的特点: 首先,尽管TM1300的运算处理能力非常强大,但由于其主要功能是完成多媒体信息的处理,使得Web服务所能使用的系统资源非常有限。这就意味着不能将传统的Web服务程序直接移植到TM1300上,而必须对其功能进行裁减,去除那些不需要的功能,减少其对资源的要求,提高运行效率。 其次,TM1300没有自己的文件系统,这就意味着不能依赖文件系统来保存网页,而必须要Web服务器自己来维护和提高不同功能的网页。 此外,由于该Web服务主要用于控制多媒体平台的运行参数,通常情况下不会有很大的外部访问流量。因此Web服务器的功能相对简单。 根据以上特点,笔者设计了在TM1300上运行的Web服务器程序。该程序首先对接收到的HTTP消息进行解析,然后调用不同的处理程序进行处理,最后将处理的结果以HTTP消息的方式回送给浏览器。 2 Web服务在TM1300上的实现 本Web服务程序主要负责接收IE浏览器发送的请求,然后对请求进行分析和处理,并将处理结果以HTML方式返回给浏览器。核心是对HTTP请求进行分析。下面以修改图像编码尺寸为例,介绍具体的实现方法。 假定在某个时刻用户希望修改多媒体平台所处理的图像尺寸,于是通过IE浏览器访问所设计的Web服务器,得到图2(a)所示的界面。当用户在文本框中输入合适的数值后,点击“确定”按钮,IE浏览器将向Web服务器发送图2(b)所示的HTTP报文。 其中最重要的是第一行和最后一行。在第一行中,/changimagesize告诉服务器程序用户希望修改图像尺寸。最后一行中的xsize=352和ysize=288表示新的图像尺寸。由于HTTP数据包是纯文本格式,因此在Web服务程序需要对第一行文本进行分析,取出字符串“POST”和“HTTP”之间的字符串即可判断出用户操作的类型。 接下来需要从HTTP头信息中,找到Content-Length这一 行。如果Content-Length=0,则表示后面没有参数,否则在这个HTTP数据包中包含用户提交的信息,并且信息的长度值就是Content-Length的值。 假定用户在HTTP消息中带有消息体,那么首先要找到一个空白行(即:Cache-Control:no-cache后面一行),因为它是消息体和HTTP头信息的分界线。接下来需要分析消息主体的内容。这方面的工作非常简单,就是根据字符"%26;amp;"将文本串行为三部分,即:xsize=352,ysize=288,submit=%CC%E1BD%BB。然后根据字符"="进一步区分参数的名称和对应的值。通过分析知道参数xsize的值为352,ysize的值为288。 通过对HTTP消息的解析,可以确定用户需要完成的操作及操作所需要的参数,进而可以对底层的硬件或软件进行控制,以完成用户的请求。 由此可以看出,服务器程序的核心工作就是对HTTP数据包解析,决定下一步的处理。针对上面的例子,Web服务程序首先要对视频输入输出接口进行控制,改变输入输出图像的尺寸;接下来还要输出HTTP数据包送给IE浏览器,图3给出了Web服务程序产生的HTTP数据包及用户看到的界面。 图3(a)是服务器回送给IE浏览器的HTTP消息。第一行HTTP/1.1 200 OK通知IE浏览器,刚才的请求已经被服务器处理。下面一行是服务器的处理时间。Content-type:text/html这一行通知IE浏览器HTTP消息主体部分传送的内容是纯文本格式的HTML网页。后面的空行是HTTP头信息与HTTP消息主体的分界线。当IE浏览器获取HTTP头信息后,就可以根据消息 主体的格式调用对应的HTML解析器对内容进行解析,并将解析的结果显示在浏览器的窗口中。 3 Web服务进程与其他进程间的通信 由于多媒体处理平台需要同时进行音频、视频处理及网络通信,即在同一个时刻需要有多个任务同时运行,并且这些任务之间需要进行通信,例如:当用户改变了系统编码参数后,Web服务器需要通知视频编码进程,让它们在后续的编码过程中采用新的参数。由于TM1300运行pSOS系统,而pSOS只有进程,没有线程,因此Web服务程序作为一个单独的进程来运行。当需要与其他任务通信时,采用了信号量方法。图4以Web服务进程和视频编码进程之间的通信为例,给出了系统实现进程间通信的过程。 首先在Flash中开辟一块区域,专门用来存储所需要修改的参数。当Web服务器接收到客户端提交的修改参数的请求时,采用以下步骤进行处理:(1)Web服务进程将信号量锁定;(2)Web服务进程将用户提交的参数写入到参数区;(3)Web服务器进程释放信号量;(4)Web服务进程向视频处理进程发送信号,通知视频编码进程读取参数;(5)视频处理进程将信号量锁定;(6)视频处理进程读取参数;(7)视频处理信号释放信号量。经过一系列操作后,Web服务器进行和视频编码进程间的通信结束,完成了一次参数的修改。Web服务进程与音频编码进程间的通信与上述过程类似。 本文重点探讨了在TM1300上实现嵌入式Web服务器的方法与具体实现中的一些关键问题。通过在现有的多媒体处理平台中增加Web服务,用户可以采用Web页面的方式来监控硬件的运行状态,并能对系统运行参数进行在线修改,降低了系统的使用难度,提高了交互的友好性,进而增强了系统的功能和可用性。目前,笔者开发的Web服务已经在TM1300上稳定运行,下一步工作主要是扩充其功能,并提供网管功能。
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