基於開源軟體的嵌入式網絡列印伺服器

2020-12-24 電子產品世界


引 言
目前常用的列印機有兩種接口形式：USB口和Eth-ernet網口。由於價格相對較低，USB口的列印機更為普遍。USB口列印機不能獨立工作，必須依附於一臺主機。為了在一個區域網環境中共享使用一臺USB口印表機，需要為該印表機配備一臺伺服器，然後通過共享設置實現印表機的網絡共享。這種方式有幾個方面的缺陷：需要佔用一臺伺服器資源；耗電；容易中毒導致無法正常列印；由於長時間不間斷運行，出現故障的概率高，導致無法列印；佔用辦公空間。
隨著嵌入式處理器主頻的不斷提高，設計專門的嵌入式網絡列印伺服器已經成為共識。HP等很少的幾家印表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印表機，無法做到通用。很多文獻，如參考文獻[1]、[2]中提到的設計方案不夠具體。基於這些情況，設計並實現了一款基於Linux的嵌入式網絡列印伺服器，硬體設計簡單，軟體完全開源，只要有Linux下的列印驅動，就可以支持。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/152277.htm


1 總體方案設計
要把USB口印表機連人網絡，有兩種設計方案，一種是使用USB／乙太網協議轉換器，另一種是設計一個帶有USB口和乙太網網口(包含作業系統)的嵌入式設備。儘管協議轉換器軟硬體簡單，但不支持多用戶同時並發列印，也就無法實現共享列印的要求。
1．1 硬體設計
筆者是在中科院計算所自主研製基於龍芯1號核的「聚芯SoC」1000C上實驗的，主頻266 MHz。作為產品，只需要提供電源接口、USB口和乙太網口。調試階段，增加串口和JTAG調試接口。考慮到多用戶並發列印的負載和實際測試效果，因為移植的開源軟體有很多依賴庫，所佔空間較大，故選用的是1 GB容量的Flash。列印過程中，列印文件在內存中緩存，為了應對較大的列印文件和提高運行速度，建議選擇256 MB以上的SDRAM。嵌入式網絡列印伺服器硬體結構框圖如圖1所示。

1．2 軟體設計
軟體設計是整個系統設計的重點，也是難點。在設計思想上，強調儘可能使用開源軟體，主要是為了縮短研發周期並能保證列印系統的可靠性和穩定性。作業系統選擇目前主流的Linux作業系統。Linux作業系統下的列印控制系統根據印表機的命令方式，分為文本印表機、Post-Script印表機和其他種類。文本印表機不需要驅動程序，就可以直接用cat命令驅動印表機，但只能列印英文，已很少使用。PostScript(簡稱PS)是一種繪圖能力很強的解釋性腳本語言，由Adobe公司制定。它因佔用系統資源少，處理過程標準化與設備無關而被廣泛應用。直接支持PostScript的印表機通常都是比較高級的辦公印表機，對於這類印表機來說，PS語言是它們和計算機之間溝通的最簡便的方式，應用程式可以將生成的PS文檔直接發給印表機列印。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的印表機，這類印表機只能識別各廠家自己的指令集。
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