嵌入式实时操作系统μC/OS-II下通用驱动框架的设计与实现
作者:leye乐鱼娱乐app 发布时间:2021-11-18 01:41
本文摘要:1、阐述 在嵌入式应用系统中用于嵌入式操作系统可以提升应用于系统的研发效率和提高嵌入式应用系统的平稳可靠性,因此,在嵌入式应用系统中用于嵌入式操作系统将沦为嵌入式应用系统的设计主流。C/OS-II是由美国学者Labrosse设计的一个杰出的嵌入式实时操作系统,它是一个源码公开发表、可移植、可烧结、可剪裁、潘顿式的动态多任务操作系统,目前早已获得广泛应用。

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1、阐述  在嵌入式应用系统中用于嵌入式操作系统可以提升应用于系统的研发效率和提高嵌入式应用系统的平稳可靠性,因此,在嵌入式应用系统中用于嵌入式操作系统将沦为嵌入式应用系统的设计主流。C/OS-II是由美国学者Labrosse设计的一个杰出的嵌入式实时操作系统,它是一个源码公开发表、可移植、可烧结、可剪裁、潘顿式的动态多任务操作系统,目前早已获得广泛应用。

  C/OS-II获取了操作系统必需不具备的基本功能,还包括:任务管理、信号量管理、邮箱管理、消息队列管理、事件管理、时间管理、内存管理,但它不获取设备管理和文件系统管理,有数研究者对C/OS-II展开了文件子系统功能拓展[3]。在实际应用于中,对系统设备的有效地管理也是一个十分最重要的任务,因此,必须对C/OS-II展开拓展,以构建这一功能。本文为C/OS-II设计了一个对系统设备展开统一管理的标准化驱动框架,在此框架下,可以屏蔽系统硬件的差异,在无约束地充分发挥硬件能力的前提下,为上层应用于获取了统一、完全一致的调用模块API,从而构建了对系统设备的有效地管理。  2、C/OS-II下标准化驱动框架的基本模型  为了给上层应用于获取统一、完全一致的系统设备调用模块,必须对上层应用程序对系统设备的采访操作者展开抽象化,在这方面,Unix系统和Linux系统做到得较为顺利[4][5]。

本文糅合了Unix及Linux系统的成功经验,同时考虑到嵌入式操作系统的特殊性,为C/OS-II创建了如图1右图的标准化驱动框架模型。在图1右图的标准化驱动框架模型中,共计还包括三个层次:  (1)上层采访抽象化模块层:在这一层,通过对设备采访操作者的抽象化,为上层应用于获取了5个采访模块API:UDFOpen、UDFRead、UDFWrite、UDFIoctrl、UDFClose,分别用作关上设备、读书设备、写出设备、设备掌控和重开设备。(图1标准化驱动框架模型)  (2)设备管理核心数据结构层:这是标准化驱动框架的核心,在这一层,为系统中的每个硬件设备分配唯一的设备名,上层应用程序通过将设备名作为参数传递给UDFOpen函数构建对适当设备的核心管理数据结构的定位传输速率,通过传输速率,UDFOpen函数获得适当设备的核心管理数据结构,并定位到适当的设备驱动模块,取得适当硬件设备的操作者函数表格,再行通过上层采访抽象化模块层的其他接口函数UDFRead、UDFWrite、UDFIoctrl和UDFClose构建对设备的统一访问控制。

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  (3)硬件设备驱动模块层:这一层是硬件设备驱动模块功能的构建层,对各个硬件设备的驱动在适当的硬件设备驱动模块中已完成。各个硬件设备驱动模块,应以必须构建如下几个函数:devOpen、devRead、devWrite、devIoctrl和devClose分别已完成适当设备的关上、读书、写出、掌控和重开,当然,可以根据明确设备的特性,只构建5个驱动函数的其中一部分,例如,如果某设备不反对写出操作者,那么就不必构建devWrite函数。  下面,对该模型的工作原理展开非常简单叙述:首先,在上层应用程序可以采访硬件设备之前,必须首先关上意欲操作者的设备,这可以通过调用上层采访抽象化模块层的UDFOpen函数构建。

上层应用程序将意欲关上的设备的设备名传送给UDFOpen函数,UDFOpen函数通过该设备名从设备管理核心数据结构中获得适当设备的核心数据结构,进而获得适当设备的操作者函数表格,并调用设备驱动模块的devOpen函数对设备展开初始化,当已完成适当设备的初始化后,UDFOpen函数回到给上层应用程序一个句柄,这个句柄是上层应用程序展开先前设备操作者的基础。现在假设上层应用程序必须从设备中读取数据,这是通过调用上层采访抽象化模块层的UDFRead函数已完成的:上层应用程序将UDFOpen函数回到的设备句柄和涉及的加载参数传递给UDFRead函数,UDFRead函数通过该句柄从设备管理核心数据结构中获得适当设备的核心数据结构,进而获得适当设备的操作者函数表格,并调用设备驱动模块的devRead函数对设备展开加载操作者,当已完成加载操作者后,将加载到的数据回到给上层应用程序。其它的操作者如UDFWrite、UDFIoctrl和UDFClose是类似于的。


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