基于异构节点的Web服务器验证系统

论文摘要

近年来,随着计算机应用在不同领域发展的深入,相应的系统要求的差异性也越来越大,这种趋势对于可定制芯片的兴起起到了极大的促进作用。在众多系统芯片开发流程和方法当中,软硬件协同开发的模式逐渐被学术界和工业界的研究人士所认同。这是一种可以加快产品研究,并且提高系统可重用性的重要方法。本论文就是选取软硬件协同开发模式的一个方面来进行探索式研究：利用FPGA可编程芯片作为硬件载体,从应用软件开发的角度来模拟芯片上的软件系统,和可编程芯片协同模拟这样一个过程。期望这种开发模式能够达到减少开发过程中验证部分的周期,同时降低系统的能耗,保证系统的可用性。本研究以Web服务器应用系统作为研究载体。整个过程中,首先根据硬件设计的要求分析软件设计上需要满足的条件和预留的扩展接口,这部分主要涉及到数据的分配和管理,数据结构的设计以及软件在数据收集上需要提供的接口等；其次在独立于硬件的软件环境中开发Web服务器的软件系统,这里选取在Linux操作系统上使用Eclipse软件开发环境中标准C的环境中来开发。系统从Mac层到Http应用层均需要实现,以达到独立操作系统的目的；最后根本论文给出了Web服务器软件系统总体和模块的可用性测试,同时结合硬件开发团队对整个Web服务器的设计进行了物理上的测试与验证,以证明方法的可行性。综上所述,本论文的重点是研究定制芯片设计过程中,探索软硬件协同的验证的软件设计部分。同时涉及到软件部分的测试,以达到保证软件系统的健壮性和可用性的目的。

论文目录

• 目录
• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 课题的背景
• 1.2 课题的意义
• 1.2.1 研究目的
• 1.2.2 论文的主要内容和结构
• 1.3 小结
• 第二章 定制芯片技术
• 2.1 技术简介
• 2.2 片上系统
• 2.3 片上系统设计流程和方法
• 2.3.1 设计流程
• 2.3.2 设计方法
• 2.3.3 验证方法
• 2.4 可编程器件----FPGA
• 2.5 软硬件协同设计语言
• 2.6 系统芯片面临的挑战
• 2.7 小结
• 第三章 Web服务器验证系统设计
• 3.1 系统目标
• 3.2 系统需求
• 3.2.1 Web服务器的硬件环境
• 3.2.2 Web服务器的功能需求
• 3.2.3 开发环境
• 3.3 小结
• 第四章 Web服务器验证系统的实现
• 4.1 数据结构定义
• 4.1.1 连接管理
• 4.1.2 请求消息
• 4.1.3 消息分解
• 4.1.4 URL解析
• 4.1.5 文件发送
• 4.1.6 TCP包封装与发送
• 4.2 功能模块实现
• 4.2.1 请求分析
• 4.2.1.1 IP包卸载
• 4.2.1.2 消息分解
• 4.2.1.3 处理消息队列
• 4.2.2 应用层
• 4.2.2.1 GET消息处理
• 4.2.2.2 URL解析
• 4.2.3 请求返回
• 4.2.3.1 文件分包处理
• 4.2.3.2 TCP包封装
• 4.2.3.3 TCP+IP包发送
• 4.2.4 辅助模块
• 4.2.4.1 定时器服务
• 4.2.4.2 系统数据统计
• 4.3 小结
• 第五章 系统测试
• 5.1 软件系统测试方法简述
• 5.2 整体可用性测试
• 5.3 模块可用性测试
• 5.4 物理硬件验证结果
• 5.5 小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 工作总结
• 6.2 工作展望
• 6.3 小结
• 参考文献
• 致谢