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实时嵌入式操作系统VxWorks设备驱动程序设计

2013-11-06 15:13
论恒
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  3 END网口驱动开发

  经过上述论述,本章通过END网口驱动的实例具体说明设备驱动程序的开发过程。

  1)驱动程序的设备安装函数 在BSP中对confidh,configNeth文件进行修改。首先在configh中增加#define INCLUDE_END,其次在configNeth文件中endTb1中添加一行:

  其中每行的第1项是设备的单元号;第2项是驱动程序的endLoad()入口点;第3项是要传给该入口点的字符串,该字符串通常表示内存地址、I/O地址和中断号等参数;第4项表示是否支持缓冲区借出;第5项表示BSP私有数据;第6项是执行标志,为FALSE表示该入口点还未被执行,在系统成功装载一个驱动程序后,该值被改为True。设置该值为True是为了防止系统自动装载该驱动。做完上述工作后,驱动程序就可以添加到VxWorks中。

  2)设备加载函数 sysEndLoad()是END网口驱动程序的初始化入口点,该函数的参数由tUserRoot任务在调用muxDevLoad()传入,muxDev-Load()进而使用该参数调用sysEndLoad()。sysEndLoad()中执行几个必要操作:初始化END_OBJ结构、初始化网络缓冲内存、初始化MIB、设置网络准备好标志。其函数格式:

  END_OKJ*sysEndLoad(char*initString)。其中initString由网络设备表(endDevTb1[])中的成员提供。设备的所有特殊参数都是通过initString参数进行传递的。它包含如下特殊参数:设备寄存器基地址、中断向量、中断级、共享缓冲区地址等。

  3)打开设备函数 endStart()函数实现设备停止校验操作、注册驱动程序的中断服务程序、打开设备中断、记录设备启动和启动设备。它调用bsp的函数连接中断和驱动程序设备,使设备工作在中断模式下。其函数格式如下:

  STATUS endStart(END_DEVICE*pDrvCtrl)。启动设备成功时,返回OK。函数实现如下:

  4)设备读/写 设备的读操作和写操作是两个相反的动作,一个向设备发送数据,一个从设备接收数据。

  当网络协议层要发送数据时,协议驱动首先调用Mux层的API函数MuxSend(),MuxSend()通过调用函数endSend()把上层传过来的数据从mblk-clblk-cluster结构中发送到网络中。

  在NET_FUNCS结构中并不提供endReceive()函数。所以接收包的实现要依靠中断的触发,当驱动软件接收到包时引发一个接收中断例程。该中断把数据缓冲区cluster与mblk,clblk结构连接。通过调用函数指针receiveRtn,指向Mux层API函数MuxReceive(),该函数把接收到的包传到Mux层。如果该函数返回OK,表明数据包被正确传输。接受函数MuxReceive()通过调用函数stackRcvRtn再把数据包传输到上层协议层。

  5)关闭设备 关闭操作是打开操作的逆过程,当需要关闭网卡的时候,系统通过MUX层调用函数endStop()来完成。

  该函数释放中断向量,停止接收和发送寄存器的DMA处理,并将电源放置到低功耗。

  6)设备中断管理 设备进行读/写操作时使用,当设备上接收到数据或数据发送结束时,通过触发中断信号。向系统报告这一状态,系统便执行中断服务函数进行相应的处理。

  驱动程序在MuxDevStart()函数中连接中断服务程序,中断服务程序是通过intConnect()函数挂接在某个中断向量上的,当网络层出现中断时,网络任务将调用中断服务程序,中断服务程序要调用一个函数netJobAdd(FUNCPTR routine,intparaml,int param2,int param3,int param4,int param5)其中routine指向需要处理的函数入口,5个参数可用来传递给处理函数,中断服务程序在网络设备的数据包接收和发送中扮演着重要的角色,负责处理接收中断和接受中断,其过程是:读中断状态寄存器,清中断事件,根据中断状态,调用相应的中断处理程序。

  4 结论

  嵌入式实时操作系统VxWorks以其占用资源少,性能稳定等诸多优点而得到了越来越广泛的应用。嵌入式系统中I/O设备是关键的一环,为I/O设备编写高效无误的驱动程序是开发嵌入式系统的重要问题。本文分析了VxWorks中I/O设备驱动程序的结构及其设计过程,并给出了具体设备驱动程序的开发流程。

  在课题研究过程中,完成了END网口的驱动,并通过控制器之间的数据通信验证了驱动的正确性。VxWorks的I/O系统将设备程序作为内核过程实现的实时性和可靠性有了很大的提高,更重要的是为用户提供了统一的接口。为后续开发提供了更大的方便。

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