隨著(zhù)嵌入式處理器主頻的不斷提高，設計專(zhuān)門(mén)的嵌入式網(wǎng)絡(luò )打印服務(wù)器已經(jīng)成為共識。HP等很少的幾家打印機公司在幾年以前就推出了這樣的嵌入式設備，但基本上都只針對本公司特定的幾種打印機，無(wú)法做到通用。很多文獻，如參考文獻[1]、[2]中提到的設計方案不夠具體?；谶@些情況，設計并實(shí)現了一款基于Linux的嵌入式網(wǎng)絡(luò )打印服務(wù)器，硬件設計簡(jiǎn)單，軟件完全開(kāi)源，只要有Linux下的打印驅動(dòng)，就可以支持。
1 總體方案設計
要把USB口打印機連人網(wǎng)絡(luò )，有兩種設計方案，一種是使用USB／以太網(wǎng)協(xié)議轉換器，另一種是設計一個(gè)帶有USB口和以太網(wǎng)網(wǎng)口(包含操作系統)的嵌入式設備。盡管協(xié)議轉換器軟硬件簡(jiǎn)單，但不支持多用戶(hù)同時(shí)并發(fā)打印，也就無(wú)法實(shí)現共享打印的要求。
1．1 硬件設計
筆者是在中科院計算所自主研制基于龍芯1號核的“聚芯SoC”1000C上實(shí)驗的，主頻266 MHz。作為產(chǎn)品，只需要提供電源接口、USB口和以太網(wǎng)口。調試階段，增加串口和JTAG調試接口?？紤]到多用戶(hù)并發(fā)打印的負載和實(shí)際測試效果，因為移植的開(kāi)源軟件有很多依賴(lài)庫，所占空間較大，故選用的是1 GB容量的Flash。打印過(guò)程中，打印文件在內存中緩存，為了應對較大的打印文件和提高運行速度，建議選擇256 MB以上的SDRAM。嵌入式網(wǎng)絡(luò )打印服務(wù)器硬件結構框圖如圖1所示。
1．2 軟件設計
軟件設計是整個(gè)系統設計的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。在設計思想上，強調盡可能使用開(kāi)源軟件，主要是為了縮短研發(fā)周期并能保證打印系統的可靠性和穩定性。操作系統選擇目前主流的Linux操作系統。Linux操作系統下的打印控制系統根據打印機的命令方式，分為文本打印機、Post-Script打印機和其他種類(lèi)。文本打印機不需要驅動(dòng)程序，就可以直接用cat命令驅動(dòng)打印機，但只能打印英文，已很少使用。PostScript(簡(jiǎn)稱(chēng)PS)是一種繪圖能力很強的解釋性腳本語(yǔ)言，由Adobe公司制定。它因占用系統資源少，處理過(guò)程標準化與設備無(wú)關(guān)而被廣泛應用。直接支持PostScript的打印機通常都是比較高級的辦公打印機，對于這類(lèi)打印機來(lái)說(shuō)，PS語(yǔ)言是它們和計算機之間溝通的最簡(jiǎn)便的方式，應用程序可以將生成的PS文檔直接發(fā)給打印機打印。但大多數情況下使用的是各種比較低檔的，不能直接支持PostScript的打印機，這類(lèi)打印機只能識別各廠(chǎng)家自己的指令集
因此，必須采取一種機制，把PostScript格式轉換成打印機能夠識別的命令格式，而GhostScript程序就是用來(lái)完成這個(gè)工作的。Ghostscript將PostScript轉換成各種打印機能夠識別的格式。
打印機驅動(dòng)程序是應用軟件與打印機之間交流的橋梁，它可以將轉化好的打印文件，按照各種打印機不同的格式發(fā)送給打印機，因此不同的打印機都有自己特有的打印驅動(dòng)程序。另外，隨驅動(dòng)程序一起發(fā)布的還有PPD文檔，PPD(PostScript Printer Description)是用來(lái)描述打印機功能的文件，里面包含了字體、打印頁(yè)面等的一些描述。在使用一款打印機之前，必須找到其相應的PPD文件，并正確地安裝到打印管理器程序上。筆者所用打印機為HP 1020plus激光打印機，CUPS不附帶此驅動(dòng)，只能另行安裝。
為了讓不同的作業(yè)在打印的時(shí)候不產(chǎn)生沖突，就需要一個(gè)打印管理程序。這類(lèi)管理程序很多，使用最為廣泛的莫過(guò)于CUPS。CUPS接收要打印的文件；通過(guò)文件的類(lèi)型判斷是否需要將其轉換為PostScript，如果需要，則調用相應的應用程序進(jìn)行轉換；通過(guò)PPD文件來(lái)判斷Ghost-Script應使用何種驅動(dòng)處理此PostScript文件；把Ghost-Script處理的結果輸出到打印設備上。
在打印管理程序和Ghostscript之間，通常還安裝一種統一的打印過(guò)濾器程序foomatic-rip。它是用perl編寫(xiě)的腳本程序，打印管理程序通過(guò)它調用Ghostscript程序，從而把PostScript作業(yè)轉換成PPD文件描述的打印機自身能夠識別的格式。
2 幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題
2．1 軟件的交叉編譯
由前面的分析可知，打印服務(wù)器需要的開(kāi)源軟件支持，為了運行于嵌入式Linux環(huán)境，需要對它們一一進(jìn)行交叉編譯。通常的編譯方法是在宿主機上進(jìn)行，筆者在反復實(shí)驗后不得不放棄，原因在于這些開(kāi)源軟件還依賴(lài)于很多的其他軟件包。建議編譯安裝直接在開(kāi)發(fā)板上進(jìn)行，雖然速度較慢，但可以及時(shí)發(fā)現缺少的包。此編譯過(guò)程大約需要一周的時(shí)間。
①CUPS的編譯與安裝：
2．2 CGI程序的編寫(xiě)
嵌入式網(wǎng)絡(luò )設備通常都提供web管理方式，用以修改配置等。以修改IP地址為例，需要修改源碼目錄下的cgi—bin子目錄下的admin．c文件，參照do_am_printer()函數新增函數do_modify_ip，此函數的功能為讀取IP地址所在的配置文件，將IP地址、子網(wǎng)掩碼、默認網(wǎng)關(guān)等顯示在頁(yè)面文本框中，允許修改，提交修改時(shí)該函數將新的參數覆蓋原配置文件中舊的參數。為實(shí)現這一功能，主要用到了CUPS提供的文件操作函數cupsFileGets、cupsFi-leOpen、cupsFilePrintf，和有關(guān)CGI變量的讀寫(xiě)函數cgiGetVariable、cgiSetVariable和界面的顯示函數cgiStartHTM如IP地址L(title)、cgiCopyTemplateLang("error_ip．tmpl")、cgiEndHTML()。有關(guān)文件的讀寫(xiě)操作，可參照CUPS目錄下的testfile．c文件。
2．3 界面和提示語(yǔ)言漢化
CUPS支持多國語(yǔ)言版本，如果漢化，需要對界面標識、提示、按鈕等全面進(jìn)行漢化，
