基于SPARC V8 SoC平台家庭网关设计

　　⊙操作系统

对于操作系统的选择基于灵活小巧、可移植强、支持SPARC、低成本等考虑，这里选择uclinux，uclinux的选择是基于其对无mmu sparc结构硬件平台的支持，sparcv8空间处理器没有提供mmu功能，另一个重要的原因是用户的需求要求低成本和对网络支持，而uclinux恰恰满足了这个需求。

uclinux对nommusparc提供了较好的支持，所以我们移植的工作量不大，多集中在板级移植上。我们采用的uclinux是linux2.0内核，根据启动的顺序修改启动相关的代码，此外还需要修改包括串口、定时器、中断控制器等代码。这样就可以使操作系统运行在硬件系统之上了。
除此之外，还有对新硬件设备的驱动程序的编写。如网口驱动和YT0-010驱动等。

有了这样的软硬件开发平台之后，就可以进行家庭网关设计了。

　　家庭网关应用

家电设备的远程控制是使用INTERNET来实现对家电设备的远程控制。简单的流程如下：

首先，家电是通过家电控制器与网关进行连接的。在初始化过程中网关与家电通过家庭网络和握手协议上载家电的信息，包括控制和状态信息。这样做的目的也是为了提高网络的动态性能和可扩展性，使得新增设备可以轻松的加入网络中去。

其次，使用一台连接在INTERNET上的电脑登录家庭网关WEB系统，在WEB中提供了可以选择的设备及其当前设备的状态和可以提供的控制。当具有浏览器功能的远程用户访问网关时，网关将设备配置管理文件中的所有设备信息数据读出，并按超文本传输协议(HTTP)的要求转换成相应的网页数据，传送给远程用户，形成一个可操作的页面提供给用户浏览器。操作页面显示的方式可以是表格、键盘、遥控器图形，或复杂的图像。操作页面上的相关部位都有明确的链接，指向相关的文件、文件特殊部分的目标地址，或者链接目录表中的地址标签。使操作页面成为一个虚拟的遥控器。

然后，用户通过更改和填写家电的控制信息来更改家电的状态。用户填写的控制信息从WEB页中提交到事务处理过程中，事务处理过程通过网关中的家庭网络控制单元来来控制信息分发到各个家电或子系统中去。

最后家电控制器从家庭网络中接收到这个控制或命令信息，解析控制命令，并实现相应的动作。

这样就完成了一次远程控制，由于INTERNET介入方式的多样化，远程的控制也呈现出多样化，例如可以无线上网、手机控制等。总而言之要登陆网关中的WEB服务器，通过提交事务来完成对系统的控制。将服务器放在网关也是考虑在以后考虑到安全和信息完整性，可以在接入网关节点加入安全验证和防火墙等安全设备来解析网络信息。这样安全性也可以得到保证。

图4是在实验环境下登陆的网关的WEB界面，界面提供了对几种家电的控制选择。

实验环境1建立在两套局域网中，网关连接了两个网络。两个网络分别属于不同的网段，速度不同，分别是10M网络A和100M网络B，分别连接网关的网口1和网口2。B网中的计算机通过网关的网口1登陆网关中WEB服务器，选择电表，网关中的服务程序通过对数据的处理转发给设定为电表的网络B中的计算机。这样就验证网关和WEB服务的基本功能。

在实验环境1中进行了大数据量的测试，10万级网络数据包转发的误码率很低，几乎没有错误。但在实验环境1中并没有用到YT0-010家庭网络控制器。所以搭建了试验环境2对家庭网络控制器进行验证。

实验环境2对于家庭网络控制器验证是通过家庭网络控制器＋设备控制器级联，并在设备控制器中加入串口并转发给发送电脑，通过发送和接收数据的比较来完成的。通过大数据量的测试误码率很低，几乎是每百万条2条以下的误码率。

　　结语

本文介绍了基于SPARC V8 SoC处理器的家庭网关的开发平台的设计和实现，并给出了一个网关实现的流程和实验数据。

　　参考文献：

1.  侯磊  单芯片以太网瘦服务器的实现，电子产品世界 2005 12上半月P111~113

2.  严国荣 家庭网络的网关技术, 电声技术 2001年第8期 p36~39