基于开源软件的嵌入式网络打印服务器

引 言
目前常用的打印机有两种接口形式：USB口和Eth-ernet网口。由于价格相对较低，USB口的打印机更为普遍。USB口打印机不能独立工作，必须依附于一台主机。为了在一个局域网环境中共享使用一台USB口打印机，需要为该打印机配备一台服务器，然后通过共享设置实现打印机的网络共享。这种方式有几个方面的缺陷：需要占用一台服务器资源；耗电；容易中毒导致无法正常打印；由于长时间不间断运行，出现故障的概率高，导致无法打印；占用办公空间。
随着嵌入式处理器主频的不断提高，设计专门的嵌入式网络打印服务器已经成为共识。HP等很少的几家打印机公司在几年以前就推出了这样的嵌入式设备，但基本上都只针对本公司特定的几种打印机，无法做到通用。很多文献，如参考文献[1]、[2]中提到的设计方案不够具体。基于这些情况，设计并实现了一款基于Linux的嵌入式网络打印服务器，硬件设计简单，软件完全开源，只要有Linux下的打印驱动，就可以支持。

1 总体方案设计
要把USB口打印机连人网络，有两种设计方案，一种是使用USB／以太网协议转换器，另一种是设计一个带有USB口和以太网网口(包含操作系统)的嵌入式设备。尽管协议转换器软硬件简单，但不支持多用户同时并发打印，也就无法实现共享打印的要求。
1．1 硬件设计
笔者是在中科院计算所自主研制基于龙芯1号核的“聚芯SoC”1000C上实验的，主频266 MHz。作为产品，只需要提供电源接口、USB口和以太网口。调试阶段，增加串口和JTAG调试接口。考虑到多用户并发打印的负载和实际测试效果，因为移植的开源软件有很多依赖库，所占空间较大，故选用的是1 GB容量的Flash。打印过程中，打印文件在内存中缓存，为了应对较大的打印文件和提高运行速度，建议选择256 MB以上的SDRAM。嵌入式网络打印服务器硬件结构框图如图1所示。

1．2 软件设计
软件设计是整个系统设计的重点，也是难点。在设计思想上，强调尽可能使用开源软件，主要是为了缩短研发周期并能保证打印系统的可靠性和稳定性。操作系统选择目前主流的Linux操作系统。Linux操作系统下的打印控制系统根据打印机的命令方式，分为文本打印机、Post-Script打印机和其他种类。文本打印机不需要驱动程序，就可以直接用cat命令驱动打印机，但只能打印英文，已很少使用。PostScript(简称PS)是一种绘图能力很强的解释性脚本语言，由Adobe公司制定。它因占用系统资源少，处理过程标准化与设备无关而被广泛应用。直接支持PostScript的打印机通常都是比较高级的办公打印机，对于这类打印机来说，PS语言是它们和计算机之间沟通的最简便的方式，应用程序可以将生成的PS文档直接发给打印机打印。但大多数情况下使用的是各种比较低档的，不能直接支持PostScript的打印机，这类打印机只能识别各厂家自己的指令集。