嵌入式Linux串口擴展的驅(qū)動設(shè)計方案解析

　　主流的嵌入式智能終端如POS機、物流終端、車載導航、工業(yè)平板等，均采用Linux為操作系統(tǒng)（Android的內(nèi)核實質(zhì)也是Linux），當這類產(chǎn)品要連接多個外設(shè)時，需要擴展外部接口。PC行業(yè)主流的USB擴展外設(shè)在嵌入式領(lǐng)域?qū)嶋H應(yīng)用中存在兼容性和穩(wěn)定性的問題，調(diào)試起來也較為復(fù)雜。因此，目前在嵌入式領(lǐng)域，穩(wěn)定和通用的擴展外設(shè)方式，仍舊是串口連接（含UART，RS232，RS485）。

　　本方案介紹WK2X系列UARTs在嵌入式Linux（Android）下擴展多串口方案，尤其是嵌入式Linux串口擴展的驅(qū)動設(shè)計方案的思路和原則。

　　嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品的軟件主要包括驅(qū)動設(shè)計、系統(tǒng)移植、和應(yīng)用APP設(shè)計。本方案主要介紹WK2X在LINUX下的驅(qū)動程序設(shè)計，這是方案設(shè)計中的重點和難點。

　　嵌入式系統(tǒng)的驅(qū)動程序是linux系統(tǒng)內(nèi)核和設(shè)備硬件之間的接口，把系統(tǒng)調(diào)用映射到具體設(shè)備對于實際硬件的特定操作上，具體關(guān)系可以參見附圖：

　　方案設(shè)計要點：

　　通過這種方法，應(yīng)用程序就可以像操作普通文件一樣操作硬件設(shè)備，用戶程序只需要關(guān)心這個抽象出來的文件，而一切同硬件打交道的工作都交給了驅(qū)動程序。比如要向屏幕輸出一串字符串，我們只需要把字符串寫到顯卡所抽象出來的文件里，而真正把字符串傳到顯卡里的工作就是由驅(qū)動程序來完成的。

　　在Linux下，驅(qū)動程序是內(nèi)核的一部分，運行在內(nèi)核態(tài)下，有兩種加載方式：

　　可以將驅(qū)動靜態(tài)的和內(nèi)核編譯在一起，缺點是內(nèi)核會比較大，而且如果驅(qū)動出錯，會導致整個系統(tǒng)崩潰；

　　也可以module的方式編譯，在需要的時候動態(tài)的載入。

　　為開微電子提供的WK2X系列串口Android 驅(qū)動程序，基于Linux內(nèi)核開發(fā)的TTY標準設(shè)備驅(qū)動，提供2.6～3.0/3.1～4.4兩個版本，Linux3.1內(nèi)核以上驅(qū)動版本采用DTS設(shè)備樹架構(gòu)，這兩個版本是目前應(yīng)用較廣的版本，可以很方便移植到其它版本的Linux中，該驅(qū)動已經(jīng)實際應(yīng)用到多個量產(chǎn)平臺中，在Android5.0-8.0系統(tǒng)版本中均長期穩(wěn)定工作。

　　典型應(yīng)用案例：

　　目前已經(jīng)成功的應(yīng)用于INTEL ATOM，CSR，高通，MTK，展訊，瑞芯微，全志，炬力，君正等主控平臺方案中。為開微電子技術(shù)支持可以為用戶提供驅(qū)動代碼源代碼，并協(xié)助支持用戶進行移植和適配 。