我們越來越依賴可穿戴和互聯技術，但在沒有人機界面的情況下，應如何配置設備?

一個例子是我們現在用于視頻會議的無線耳機。設備的初始設置具有挑戰性，為了實現設備與手機或PC配對，按鈕順序有時看起來是隨機的。把USB充電口連接到PC，然后在瀏覽器里進行配置，不是更簡單嗎?

另一個例子是打印機管理。通常使用USB電纜連接打印機到PC，通過主機端專用應用程序實現打印機配置，如WiFi或IP地址，紙張類型和打印質量等，同時顯示狀態信息。

我們在J-Link調試器中也使用相同的技術來管理IP地址等配置。

事實上，幾乎所有具有USB充電口的物聯網設備都可以從嵌入式Web服務器中受益，以改進和簡化人機界面。

在產品中實現這種功能已經有一段時間了，然而傳統的方法是在嵌入式控制器中添加web服務器，以及USB和TCP/IP協議棧，這需要相當大的處理能力、能耗，占用更多的代碼空間和RAM資源。

如何減少代碼和RAM占用，同時實現易用性?

剔除TCP/IP協議棧，利用USB批量連接，基于emUSB-WEB協議棧可以將網頁傳送到主機端的瀏覽器。一個簡單的主機應用程序(SEGGER示例：https://www.segger.com/downloads/emusb-device/SEGGER_USB_Webserver_Windows.zip)可以輕松地將USB HTTP通信連接到瀏覽器。一旦連接到交互網頁，即可通過主機瀏覽器顯示配置，狀態或測量數據等。

嵌入式應用可以充分利用瀏覽器的所有功能來調整大小，滾動和導航等，以增強用戶體驗。包括鏈接到云端資源(如圖形和動畫)，為用戶界面添加額外的維度，無需將它們嵌入到有限的代碼空間中，并提供遠程更新外觀的機會。

如何工作?

USB web服務器由PC應用和嵌入式應用程序兩部分組成。

PC應用程序負責打開一個socket，瀏覽器可以連接并通過USB轉發瀏覽器請求到嵌入式應用。

嵌入式應用接收HTTP請求，并使用集成的web服務器處理。響應通過USB發送，由PC應用接收，并轉發到默認瀏覽器。

設備識別

PC應用必須能夠識別它與其通信的USB設備。

因此，嵌入式應用程序必須提供具備下列特性的USB接口：

· USBclass ID: 0xFF(特定于廠商)

· USB subclass ID: 0x57 (ASCII“W”)

· USB協議ID: 0x45 (ASCII“E”)

· 字符串描述符需包含" http "

瀏覽器連接是如何工作的?

PC應用和嵌入式應用程序之間通過USB Bulk通信，它必須包含至少一個USB Bulk IN和一個USB Bulk OUT端點。

枚舉完成后，嵌入式應用程序開始監聽來自PC應用的命令，這些命令包含一個8字節的頭，描述數據包。

在讀取報頭后，嵌入式應用將數據傳遞給嵌入式web服務器。

協議棧結構

在下面的示例使用了SEGGER中間件， emUSB和emNET，也可以根據需要使用其他組件。

使用TCP/IP協議棧的典型配置如下所示。

注意emNET協議棧通過USB實現IP連接。雖然這是一種可靠的技術解決方案，但其增加的復雜性和所需的資源可能不適合嵌入式應用。

使用USB web瀏覽器配置，如emUSB-WEB，嵌入式協議棧變得更簡單，更小，看起來類似于只需要一個USB協議棧和嵌入式web服務器。

節省代碼和內存

如果我們看一下運行在SEGGER emPower評估板(基于Kinetis K66 Arm Cortex-M4 160Mhz MCU)在上的web服務器應用程序，示例下載：https://www.segger.com/downloads/emusb-device/Trial_emPower_emUSBD_USB_Webserver_GUI.zip

注意，項目沒有針對緩沖區大小等進行優化，但給出了一個很好的參考。

我們可以看到代碼減少了大約32%，RAM減少了大約38%。

審核編輯：劉清