AMetal開發(fā)通用外設(shè)的流程與規(guī)范

上期講述了搭建工程讓MCU在AMetal平臺運(yùn)行起來，為后續(xù)開發(fā)外設(shè)驅(qū)動奠定基礎(chǔ)。接下來可以進(jìn)入下一步的通用驅(qū)動外設(shè)開發(fā)工作，本次向大家介紹開發(fā)通用外設(shè)的一般流程與規(guī)范。

外設(shè)驅(qū)動開發(fā)的過程主要包括硬件層驅(qū)動函數(shù)的編寫、驅(qū)動層函數(shù)的實(shí)現(xiàn)、通用示例程序的編寫及其相關(guān)外設(shè)的配置文件開發(fā)。

圖1 AMetal架構(gòu)

基于AMetal驅(qū)動架構(gòu)，帶大家來了解一下通用外設(shè)驅(qū)動開發(fā)的主要流程，如下所示：

了解標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)接口

對于通用MCU而言，AMetal提供了各個通用外設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)層接口，開發(fā)者不需要額外開發(fā)，只需了解標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)的接口函數(shù)即可。通用外設(shè)一般是多實(shí)例設(shè)備，標(biāo)準(zhǔn)接口層函數(shù)的第一個參數(shù)均為外設(shè)標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)操作句柄handle。雖然標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)接口不需要用戶編寫，但用戶還是需要充分了解標(biāo)準(zhǔn)接口層，才能夠清楚驅(qū)動層需要開發(fā)的內(nèi)容——即如何實(shí)現(xiàn)函數(shù)接口等。AMetal提供的所有標(biāo)準(zhǔn)層驅(qū)動文件均在{SDK}\interface路徑下，標(biāo)準(zhǔn)接口層包含的文件如下所示：

圖2 標(biāo)準(zhǔn)接口層文件

通用外設(shè)硬件層開發(fā)

通過對標(biāo)準(zhǔn)層的了解，我們知道標(biāo)準(zhǔn)層實(shí)現(xiàn)的函數(shù)功能，以及需要驅(qū)動層提供的函數(shù)。但驅(qū)動層并不是凌空搭建的，驅(qū)動層介乎于HW層和標(biāo)準(zhǔn)接口層之間，簡單來說就是調(diào)用HW層的函數(shù)來提供給標(biāo)準(zhǔn)層，所以在完成驅(qū)動層開發(fā)前，要先來實(shí)現(xiàn)HW層的接口函數(shù)。

HW層對應(yīng)到具體的外設(shè)，其提供的API基本上是直接操作寄存器的內(nèi)聯(lián)函數(shù)，其效率最高，內(nèi)聯(lián)函數(shù)直接定義在.h文件中。硬件層中所有的符號及函數(shù)命名均以amhw_/AMHW_開頭。通常情況下，HW層只有.h文件，只有當(dāng)某些硬件功能設(shè)置較為復(fù)雜時(shí)，才提供對應(yīng)的非內(nèi)聯(lián)函數(shù)，存放在.c文件中。

開發(fā)HW層前，我們需要根據(jù)芯片用戶手冊，來大概了解一下該芯片外設(shè)的寄存器。從而對外設(shè)功能有一定的了解之后再開始開發(fā)，其流程如下：

添加寄存器列表，以確保硬件層接口的完整和準(zhǔn)確性；

編寫寄存器相關(guān)操作函數(shù)：對該外設(shè)的所有寄存器提供操作函數(shù)；

查漏補(bǔ)缺：檢查補(bǔ)充所需功能函數(shù)；

添加指向寄存器塊的指針，方便用戶或驅(qū)動層使用。

以ZLG116為例，如下圖所示為開發(fā)通用外設(shè)過程中各個驅(qū)動文件所存放的位置。

圖3 芯片外設(shè)驅(qū)動文件

外設(shè)驅(qū)動層開發(fā)

通過對標(biāo)準(zhǔn)接口層文件的分析與理解，清楚了驅(qū)動層需要為標(biāo)準(zhǔn)接口層提供哪些具體內(nèi)容，加上驅(qū)動層本身應(yīng)該提供給用戶的初始化函數(shù)和解初始化函數(shù)。因此，外設(shè)驅(qū)動層需要編寫的總體內(nèi)容如下：

編寫好標(biāo)準(zhǔn)接口層需要使用的基本函數(shù)；

驅(qū)動初始化函數(shù)；

驅(qū)動解初始化函數(shù)；

外設(shè)用戶配置文件開發(fā)。

由于用戶調(diào)用驅(qū)動層的初始化函數(shù)時(shí)，需要傳入設(shè)備地址和設(shè)備信息地址作為參數(shù)。為了方便用戶使用，我們需要將設(shè)備變量和設(shè)備信息常量定義好；從而用戶調(diào)用驅(qū)動的初始化函數(shù)時(shí)，只需要使用已經(jīng)定義好的設(shè)備變量和設(shè)備信息常量即可，不需要再額外定義。因此，我們把這個用于存放設(shè)備變量和設(shè)備常量信息和驅(qū)動初始化函數(shù)的文件稱之為外設(shè)用戶配置文件。通常情況下，AMetal平臺為每一個外設(shè)均提供了一個獨(dú)立的用戶配置文件。

開發(fā)完驅(qū)動層我們知道，用戶使用一個外設(shè)的過程是，先調(diào)用驅(qū)動初始化函數(shù)，該函數(shù)返回一個handle，后續(xù)的所有操作，用戶直接使用該handle作為參數(shù)調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)接口層函數(shù)即可。這樣一來，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與代碼的分離，即達(dá)到驅(qū)動復(fù)用的效果。以I2C外設(shè)為例，在操作該外設(shè)時(shí)，四個I2C的操作方式完全一樣，僅僅是引腳、中斷號、寄存器基地址不同的區(qū)別而已：

圖4 驅(qū)動的可復(fù)用性

外設(shè)例程文件開發(fā)

開發(fā)完驅(qū)動文件之后，最后是編寫例程文件。例程文件開發(fā)主要分為兩個部分：基于硬件層實(shí)現(xiàn)的HW例程、基于標(biāo)準(zhǔn)層實(shí)現(xiàn)的STD例程以及在板測試的板級例程。為了將外設(shè)所有的例程（包括HW例程和STD例程）統(tǒng)一管理，例程統(tǒng)一存放{SDK}\examples\board\xxx_core\peripheral_name路徑。HW層的實(shí)現(xiàn)與標(biāo)準(zhǔn)層的實(shí)現(xiàn)，在文件上的命名，分別采用hw與std作為關(guān)鍵字。到了這一步，我們就需要依托硬件測試驗(yàn)證我們的代碼功能，最終即可實(shí)現(xiàn)通用外設(shè)的開發(fā)。

以上就是基于AMetal開發(fā)通用外設(shè)的流程與規(guī)范的全部內(nèi)容，相信大家熟悉了AMetal平臺上開發(fā)MCU通用外設(shè)的流程。