嵌入式Linux下USB驅(qū)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)

基于Linux操作系統(tǒng)具有良好的開放性和較強(qiáng)的可移植性，在當(dāng)前嵌入式操作系
統(tǒng)中被廣泛采用；同時(shí)USB也具有極佳的通用性，是當(dāng)前最為流行的通用外設(shè)接口。本文詳細(xì)的介紹編寫嵌入式USB驅(qū)動(dòng)程序的結(jié)構(gòu)和重點(diǎn)，最后談?wù)勔浦睻SB驅(qū)動(dòng)程序到ARM平臺(tái)需要修改的地方。
關(guān)鍵詞：Linux；USB；USB驅(qū)動(dòng)程序；嵌入式系統(tǒng)
Linux 內(nèi)核有三種類型的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序：字符設(shè)備、塊設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。其中與文件系
統(tǒng)相關(guān)的兩種類型是字符設(shè)備和塊設(shè)備。字符設(shè)備指那些必須以串行順序依次進(jìn)行訪問的設(shè)備，如觸摸屏、磁帶驅(qū)動(dòng)器、鼠標(biāo)等。塊設(shè)備可以用任意順序進(jìn)行訪問，以塊為單位進(jìn)行操作，如硬盤、軟驅(qū)等。其中字符設(shè)備不經(jīng)過系統(tǒng)的快速緩沖，而塊設(shè)備經(jīng)過系統(tǒng)的快速緩沖。對于字符設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序來說，將該初始化函數(shù)放在linux 源碼drivers/char/mem.c 中進(jìn)行執(zhí)行；對于塊設(shè)備，放在/drivers/block/ll_rw_block.c 中執(zhí)行。
在嵌入式系統(tǒng)中，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的實(shí)現(xiàn)方法有兩種，一種是采用中斷(interrupt)的方
式，另一種是采用輪詢(pol1in)的方式。在中斷方式下，事件的發(fā)生是由中斷確定的，在中斷沒有出現(xiàn)時(shí)，驅(qū)動(dòng)程序處于空閑狀態(tài)，由外部設(shè)備主動(dòng)提出申清，CPU 響應(yīng)申請后對外部設(shè)備進(jìn)行處理；在查詢方式下，驅(qū)動(dòng)程序必須創(chuàng)建一個(gè)任務(wù)，以不停地查詢相關(guān)寄存器來確定事件的發(fā)生，由CPU 掌握對設(shè)備的訪問權(quán)，外部設(shè)備則完全處于被動(dòng)狀態(tài)，這種方式會(huì)比較占用CPU 時(shí)間?？紤]到驅(qū)動(dòng)程序的執(zhí)行效率和系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求，一般采用中斷觸發(fā)方式。
設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是操作系統(tǒng)內(nèi)核和機(jī)器硬件之間的接口，為應(yīng)用程序屏蔽了硬件的細(xì)節(jié)。
應(yīng)用程序看待硬件設(shè)備只是一個(gè)設(shè)備文件，應(yīng)用程序可以像操作普通文件一樣對硬件設(shè)備進(jìn)行操作。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是內(nèi)核的一部分。linux 操作系統(tǒng)提供了一種機(jī)制即內(nèi)核模塊來解決這個(gè)問題。根據(jù)需要，在重新編譯內(nèi)核的情況下，把模塊插入內(nèi)核或者從內(nèi)核卸載。linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)都在內(nèi)核空間實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)方式有兩種：一種是將有關(guān)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)靜態(tài)地編譯進(jìn)內(nèi)核映像(image)中；另一種是將設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)獨(dú)立編譯，使之成為可安裝的模塊(module)。一般情況下是采用第二種方法加載到內(nèi)核的。