嵌入式系統(tǒng)串行設(shè)備管理技術(shù)實(shí)現(xiàn)

　　引言

　　隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)的功能越來越強(qiáng)大，像 UART口、IrDA、USB、I2C以及SPI這些串行接口或設(shè)備同時(shí)存在于一個(gè)嵌入式系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)對它們的統(tǒng)一管理將能極大地提高整個(gè)嵌入式系統(tǒng)的可移植性、易用性以及開發(fā)效率。本文通過對嵌入式系統(tǒng)串行設(shè)備管理技術(shù)的研究，提出了“帶USB的串行管理”模型，并詳細(xì)闡述了串行設(shè)備管理的實(shí)現(xiàn)過程。

　　串行設(shè)備管理

　　串行設(shè)備管理是指對COM，IrDA、I2C、modem等流設(shè)備和接口的統(tǒng)一管理。具體說，就是通過統(tǒng)一的上層應(yīng)用層接口和下層驅(qū)動(dòng)層接口實(shí)現(xiàn)對串行設(shè)備的統(tǒng)一管理和透明化處理，從而提高整個(gè)系統(tǒng)的易用性和可移植性。USB作為一種新型的高速串行總線，由于具有復(fù)雜性和高速性等特點(diǎn)，在嵌入式操作系統(tǒng)中一般專門為其建立一個(gè)USB模型而不放入串行設(shè)備管理中。雖然這樣有利于全面地管理USB主機(jī)、USB Hub以及USB設(shè)備，但整個(gè)模型實(shí)現(xiàn)代碼大而難，且在嵌入式系統(tǒng)下位機(jī)中多是USB設(shè)備而沒有USB主機(jī)和USB Hub。針對這一特點(diǎn)，本文把對USB設(shè)備的管理加入到串行管理中，使得對USB設(shè)備的訪問如同對一個(gè)串口的訪問一樣方便，從而提出了帶USB的串行管理模型。

　　帶USB的串行管理模型

　　整個(gè)管理模型由兩層構(gòu)成，上層為操作系統(tǒng)應(yīng)用層接口函數(shù)集，主要是統(tǒng)一化的串行流接口函數(shù)，如OpenFile等;下層為硬件驅(qū)動(dòng)程序?qū)訉ο蠛秃瘮?shù)。串行管理的設(shè)備對象由虛擬化的HWOBJ結(jié)構(gòu)體來定義，虛擬對象的登記和管理則是通過對DEVICE_LIST結(jié)構(gòu)體的管理來實(shí)現(xiàn)。HWOBJ結(jié)構(gòu)體定義為：

　　typedef struct _HWOBJ {

　　void *device_parent; //指向DEVICE_LIST結(jié)構(gòu)

　　unsigned short device_index; //物理設(shè)備號，指向?qū)嶋H的串行設(shè)備或接口

　　unsigned lONg bind_flags; //中斷服務(wù)線程處理標(biāo)志位，預(yù)留

　　unsigned long IntID; //指定中斷類型，預(yù)留

　　void *reserved;

　　PHW_VTBL func_tbl; //硬件驅(qū)動(dòng)函數(shù)對象表

　　} HWOBJ， *PHWOBJ;

　　DEVICE_LIST結(jié)構(gòu)體定義為：

　　typedef struct _DEVICE_LIST {

　　char *DllName; //設(shè)備DLL文件名，預(yù)留

　　unsigned long NumberOf Devices; //設(shè)備數(shù)量

　　void *DeviceArray; //設(shè)備隊(duì)列

　　} DEVICE_LIST， *PDEVICE_LIST;

　　為了解決USB的高速緩沖問題，專門采用了兩個(gè)單獨(dú)的循環(huán)隊(duì)列，一個(gè)用于緩沖USB的IN傳輸數(shù)據(jù)，一個(gè)用于緩沖USB的OUT傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。

　　帶USB的串行設(shè)備管理驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　圖1 帶USB的串行設(shè)備管理驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)

　　帶USB的串行管理的實(shí)現(xiàn)

　　為了便于給應(yīng)用層編程人員和驅(qū)動(dòng)程序編程人員提供良好的編程接口，接口函數(shù)采用了與Windows操作系統(tǒng)中提供的API函數(shù)一致的函數(shù)名和參數(shù)。整個(gè)帶USB的串行管理的實(shí)現(xiàn)包括名字解析與應(yīng)用層接口函數(shù)的實(shí)現(xiàn)、串行設(shè)備低層驅(qū)動(dòng)接口、應(yīng)用層接口函數(shù)與低層驅(qū)動(dòng)接口的數(shù)據(jù)傳輸通道的實(shí)現(xiàn)。