基于VxBus设备驱动程序架构的设备驱动开发

1、基于vxbus设备驱动程序架构的设备驱动开发vxbus是风河公司新的设备驱动程序架构，是新增的特性，它是在vxworks6.2及以后版本被增强到vxworks中的。在以前的版本中，驱动程序并没有和工程配置集成到一起，假如要配置设备驱动，就要通过修改bsp名目下的config.h和syslib.c文件来完成。而基于vxbus架构模型的益处是允许驱动的集成和配置在workbench工程中完成。这就意味着在workbench环境下，每个驱动程序都能通过可视化环境举行配置，都能够按要求添加或删除设备。本文结合基于pci2040数据采集卡驱动的开发过程，分析了vxbus架构下驱动的设计实现。1 vxbu

2、s简介vxbus是指在vxworks中用于支持设备驱动的特有的架构，这种架构包含对minimal bsp的支持。它包括以下功能:允许设备驱动匹配对应设备;提供驱动程序拜访硬件的机制;软件其他部分拜访设备功能;在vxworks系统中，实现设备驱动的模块化。vxbus在控制器驱动程序服务的支持下，能在总线上发觉设备，并执行一些初始化工作，使驱动与硬件设备之间正常的通讯。图1是vxbus 在囫囵系统中的位置暗示图。从图1中可以看到，vxbus起到了辅助总线的作用，提供了对总线控制驱动的支持。在vxworks6.2版本发布前，设备驱动并不能被集成到vxworks工程配置当中，为了添加或移出设备驱动，需

3、要有丰盛的bsp和驱动开发相关的学问。并且在驱动被添加或移出时要去做一些管理vxworks 工程的额外的工作。作为vxworks系统组件的一部分，vxbus消退了上面碰到的一些难题，各种驱动和支持组件的添加与删除彻低可以在workbench工程中举行，而不需要bsp和驱动相关的学问,也不会在添加、删除驱动时增强管理vxworks工程的额外工作。因此大大便利了bsp的开发。2 硬件介绍ti公司推出的pci2040是一款用于实现pci局部总线与之间无缝链接的专用芯片。在vxworks实时操作系统环境下实现主机与dsp的通讯，系统利用pci2040实现tms320vc5410与主机的通讯。因为pci

4、2040是ti的配套专用芯片，硬件级的衔接比较容易，将对应的引脚衔接即可。需要注重的是，未用的输入信号线需要通过上拉上拉至有效规律电平。tms320vc5410的mcbsp0与tlc2548 衔接，实现8路12位a/d数据的采集。tms320vc5410将采集到的数据通过pci2040传输到主机上，数据在主机上得到进一步的处理。硬件衔接框图2所示。3 驱动开发基于vxbus架构下pci2040设备驱动的开发主要包括设备的初始化、设备控制以及设备驱动如何以组件形式添加到workbench配置界面中。下面分步介绍它的实现。3.1设备驱动初始化设备的初始化，包含在bsp的初始化过程中，主要分三个阶段

5、，3所示。3.1.1内核预初始化阶段系统上电启动，cpu在上电时跳转到一个指定的地址 ，开头执行命令，初始化内存和cpu,然后是vxworks 的初始化处理。在vxworks内核预初始化早期，bsp的syshwinit( )函数被执行，在这个函数中，设备驱动初始化工作第一步被执行。syshwinit( )函数执行一些早期的初始化，调用hardwareinterfaceinit( )函数，执行初始化硬件内存分配机制，这步允许在系统内存池初始化之前，限制为设备驱动分配内存，这个函数接着调用hardwareinterfacebusinit( )，在hardwareinterfacebusinit(

6、)函数中完成全部设备驱动和模块的注册工作。pci2040的注册函数是vxbpci2040register()。vxbpci2040register()通过数据结构，向系统注册一些设备初始化函数。其中涉及到三个数据结构：local struct drvbusfuncs pcifuncs =pci2040instinit, /* devinstanceinit */pci2040instinit2, /* devinstanceinit2 */pci204instconnect /* devconnect */在这个结构中，包含了初始化阶段要调用的函数。下面的初始化过程会用到这些函数。local

7、struct vxbdevicemethod pci2040methods =devmethod(readhpid, pci2040readhpid),devmethod(writehpid, pci2040writehpid),devmethod(readhpia, pci2040readhpia),devmethod(writehpia, pci2040writehpia),devmethod(readh, pci2040readhpic),devmethod(writehpic, pci2040writehpic),devmethod(read, pci2040readcsr),devm

8、ethod(writecsr, pci2040writecsr), 0, 0 这个结构提供了应用软件操作硬件的一些函数及办法。local struct vxbpciregister pci2040devpciregistration =null, /* pnext */vxb_devid_device, /* devid */vxb_busid_pci, /* busid = pci */vxb_ver_4_0_0, /* vxbversion */lnpci_name, /* drvname */&pci2040funcs, /* 总线驱动函数*/pci2040methods, /*

9、 设备办法结构 */pci2040probe, /* 设备探测函数 */pci2040paramdefaults /* 参数*/,nelements(pcipci204devidlist),pcipci204devidlist /*设备资源列表*/;最后这个结构在vxbpci2040registe()中被用法。这个结构包括几个驱动的初始化入口，其中pci2040probe()是pci2040采集卡的硬件探测函数，该函数在vxbus初始化过程中检测采集卡的数量，当检测到采集卡时，将采集卡与驱动结合，形成设备的一个实例，以便应用程序用法。pci204instanceinit( )函数在vxbus初

10、始化的第一阶段被调用， pci204instanceinit( )函数只是容易地确保设备的中断被禁止。当全部驱动在vxworks注册之后，hardwareinterfacebusinit( )和hardwareinterfaceinit( ) 函数返回，syshwinit( ) 完成非vxbus 驱动的初始化并返回。syshwinit( ) 函数返回后，vxworks内核被初始化。3.1.2 内核自检在这个阶段，内核在syshwinit2( )中执行，bsp调用pci2040instanceinit2( )函数。在这个函数中，建立系统内存到设备空间的映射。关键部分代码如下：local void

11、 pci204instinit2(vxb_device_id pdev)for (i = 0; i vxb_maxbars; i+)if (pdev-regbaseflags i = vxb_reg_io)break;if (i = vxb_maxbars)return;pdrvctrl-pci2040bar = pdev-pregbase i;vxbregmap (pdev, i, &pdrvctrl-pci2040handle);/设备i/o映射到系统内存此时，完成内核服务初始化，并可以被驱动拜访。但是，中间层的服务仍然无效。3.1.3 应用程序初始化驱动部分在devinstanc

12、einit2( )函数最后，创建用户的运行任务，并完成设备驱动的初始化。在这个阶段，pci2040instanceconnect( )函数被调用，完成最后的初始化工作，在这个函数中，主要是建立中断与中断服务程序的衔接。至此，设备驱动的初始化完成。3.2驱动程序的配置采纳vxbus驱动的一个主要优点是：设备的驱动程序可以被看成vxworks 系统的一个组件，通过集成的workbench开发环境来配置设备驱动。为了实现这一功能，开发的驱动需要增强一些额外的扩展文件。标准vxworks设备驱动有一个最小的文件集,对于大多数vxworks设备驱动，最小的设备驱动集要求有6个单独的文件。pci2040数

13、据采集卡需要有以下文件：· 一个驱动源文件pci2040.c,执行驱动运行规律，包括pci2040驱动的实现代码。· 一个组件描述文件pci2040.cdf，允许集成驱动到vxworks开发工具workbench当中。· 一个pci2040.dc文件，提供驱动注册函数原型。· 一个pci2040.dr文件,提供一个调用注册函数的代码段。· 一个readme文件 ,提供版本信息。· 一个makefile 文件，提供建立驱动的编译规章。当上述文件在workbench环境下举行相应的配置后，pci2040的设备驱动就会以组件的形式浮现在开发

14、工程的kernel configuration选项中，可以便利地举行pci2040驱动配置。4 应用程序与驱动的通信为了使设备和驱动能够在vxworks系统中用法，让应用程序、中间件、vxworks内核模块拜访设备，执行一些操作，最基本的办法是在vxworks中采纳vxbus办法来实现硬件设备的拜访。vxbus办法是在驱动中藏匿一个入口，使vxbus中api函数可以调用这些入口函数。在pci2040初始化阶段，pci2040methods结构中注册的函数就是在驱动中藏匿的函数，用于对pci2040的操作。例如，通过pci2040 完成对dsp数据寄存器的拜访struct vxbdriverco

15、ntrol ctrl;vxbdevmethodrun(devmethod_call(readhpid),vxbdevmethodrun( )函数够被用于调用一个指定的驱动办法，这个函数反复查找全部的实例，并检查每一个，看是否有指定藏匿申明的办法，假如实例有指定的办法，vxbdevmethodrun( )调用办法函数。为了避开重复遍历在系统上的全部实例,可以用 vxbdevmethodget( )函数找出驱动函数相对应的驱动办法 ，然后通过下面代码完成函数调用。status (*methodfunc)(vxb_device_id devid, void * parg);methodfunc =

16、bdevmethodget(devid,devmethod_call(readhpid);if(methodfunc != null )(*methodfunc)(devid, parg);在pci2040的数据采集卡中，通常是dsp在采集完数据后，通过中断通知主机，去读取数据。下面是中断服务相关代码。void pci2040isr() temp=*(pci2040. instid.pregister+0x4); /读中断寄存器if(tempr&0x1)!0) /检查是否是该实例中断 *(pci2040. instid.pregister +0x4)=0x1;temp= *(pci2040. instidpdsphpicregiste