《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于eCos系統(tǒng)的SPCE3200中SD卡驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā)

2009-06-12
作者:王玉葉,宋國富

  摘 要:采用eCos系統(tǒng)對SPCE3200的SD卡驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行開發(fā)。圍繞編寫設(shè)備表入口,、實(shí)現(xiàn)設(shè)備接口函數(shù)、設(shè)計(jì)CDL文件,、向組件庫添加驅(qū)動(dòng)程序包等幾個(gè)方面,對SPCE3200的SD卡驅(qū)動(dòng)程序在eCos系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)敘述,。
  關(guān)鍵詞:嵌入式系統(tǒng),;設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序;組件定義語言

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  設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是介于硬件和嵌入式系統(tǒng)eCos內(nèi)核之間的軟件接口,,是一種底層的,、專用于某一硬件的軟件組件。在eCos系統(tǒng)[1]中,,設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序以包(Package)的形式存在,,當(dāng)需要使用該設(shè)備時(shí),通過eCos環(huán)境配置工具把該設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序包加載到內(nèi)核中,,編譯后生成一個(gè)庫文件,,用戶使用時(shí),只需要打開該設(shè)備,,直接調(diào)用接口API函數(shù)即可,。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的作用如圖1所示[2]

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  在eCos系統(tǒng)中一般把設(shè)備分為4類:字符設(shè)備,、塊設(shè)備,、網(wǎng)絡(luò)接口、其他設(shè)備,。
  SPCE3200是凌陽公司推出的一款32位支持嵌入式系統(tǒng)處理器,其內(nèi)部具有SD卡控制器,屬于塊設(shè)備類[3],。對SPCE3200內(nèi)部的SD卡控制器必須編寫驅(qū)動(dòng)程序,,以便完成SD卡的讀寫操作。下面將介紹具體實(shí)現(xiàn)過程,,這里規(guī)定SD卡使用“/dev/sd”作為其名稱,。
1 建立SD卡驅(qū)動(dòng)程序目錄結(jié)構(gòu)
  在編寫驅(qū)動(dòng)程序前,首先需要為SD卡驅(qū)動(dòng)建立其目錄結(jié)構(gòu),。eCos系統(tǒng)要求所有驅(qū)動(dòng)程序均保存在/packages/devs目錄下的對應(yīng)子目錄內(nèi),,按照圖2所示在eCos/ packages/devs/sd/Spce3200 目錄下分別建立名為“cdl”、“include”,、“current”3個(gè)目錄,,分別用于存放SD卡驅(qū)動(dòng)所需的cdl文件、驅(qū)動(dòng)程序頭文件和源程序文件,。


2? 建立SD卡驅(qū)動(dòng)程序文件
  在cdl目錄內(nèi),,首先創(chuàng)建一個(gè)叫做“sd_spce3200.cdl”的文件。然后,,在src目錄內(nèi)建立一個(gè)名為“sd_spce3200.c”驅(qū)動(dòng)程序的源程序,,并將名為“sd_card_driver_spce3200.c”的文件復(fù)制到src目錄內(nèi),該文件是凌陽科技提供的針對SPCE3200內(nèi)部SD卡控制器的基本操作程序,。

3 設(shè)計(jì)SD卡驅(qū)動(dòng)的CDL文件

  組件定義語言CDL(Component Definition Language)是eCos組件框架的一個(gè)關(guān)鍵部分,。eCos中所有的包都必須具有至少一個(gè)CDL腳本對其進(jìn)行描述[4]。CDL腳本包含了該包中所有配置選項(xiàng)的詳細(xì)信息,,并提供了如何對該包進(jìn)行編譯的信息[5],。這里,在CDL文件的模板框架中添加關(guān)于SD卡配置項(xiàng)的代碼如下:
  cdl_package CYGPKG_DEVS_SD_SPCE3200 {
  display 'SD driver for SPCE3200'
  include_dir cyg/io
  compile sd_card_driver_spce3200.c
  compile -library=libextras.a sd_spce3200.c
  description 'SD driver for SCORE SPCE3200'
  cdl_component CYGPKG_DEVS_SD_SPCE3200_OPTIONS {
  display'CompileOptions'
  flavor rnone
  no_define
  cdl_optionCYGDAT_DEVS_SD_SPCE3200_NAME{
  display 'Device name for theSDDriver'
  flavor data
  default_value{''/dev/sd''}
  description ' This option specifies the name of the sd-card device'
  }
  }
  }
4? 編寫SD卡設(shè)備表入口
  配置好CDL文件后,,便可編寫設(shè)備I/O函數(shù)表宏以及設(shè)備表入口宏,,分別如下:
  BLOCK_DEVIO_TABLE(sd_spce3200_handlers, // I/O 函數(shù)表的標(biāo)識(shí)
  sd_WriteSector,?  //SD卡寫操作函數(shù)
  sd_ReadSector,?   //SD卡讀操作函數(shù)
  NULL,?      ? //選擇函數(shù),SD 卡驅(qū)動(dòng)不需要支持
  sd_get_config,?  ?//讀SD卡配置狀態(tài)函數(shù)
  sd_set_config??  //SD卡配置函數(shù)
  );
  BLOCK_DEVTAB_ENTRY(sd_spce3200_device,?? //SD卡驅(qū)動(dòng)入口標(biāo)識(shí)
  CYGDAT_DEVS_SD_SPCE3200_NAME,   ????? //SD卡驅(qū)動(dòng)的名稱,,在cdl文件里定義
  NULL,??        //SD卡驅(qū)動(dòng)不依賴于其他設(shè)備
  &sd_spce3200_handlers,?//SD 卡設(shè)備 I/O 函數(shù)表標(biāo)識(shí)
  &SD_Initial,??    ?//SD 卡初始化函數(shù)
  0,?????        //SD卡查找函數(shù)
  0?????         //SD卡驅(qū)動(dòng)的私有指針
  );?
5? 實(shí)現(xiàn)SD卡設(shè)備接口函數(shù)
  接下來需要實(shí)現(xiàn)上面提到的幾個(gè)接口函數(shù),,這些函數(shù)是上層訪問硬件設(shè)備的唯一通道。在凌陽科技提供的sd_card_driver_spce3200.c文件中包含了SD卡初始化,、讀寫操作等函數(shù)[6],,它們分別為:SD卡初始化函數(shù)int __SDDrv_SDDrv_Initial__(void)、SD卡扇區(qū)寫操作函數(shù)int _SDDrv_SDDrv_WriteSector_ (unsigned int block, unsigned int blocknum, unsigned? char *outaddr),、SD卡扇區(qū)讀操作函數(shù)int _SDDrv_SDDrv_ReadSector_ (unsigned int block, unsigned int blocknum, unsigned char *buf),。
  但這些函數(shù)都不是基于操作系統(tǒng)的,而是SD卡的基本操作函數(shù),。需要將它們封裝成eCos操作系統(tǒng)下的驅(qū)動(dòng)程序,。這就需要用到凌陽科技提供的SD卡設(shè)備驅(qū)動(dòng)接口函數(shù),,包括SD卡設(shè)備批量寫操作函數(shù)sd_WriteSector()、SD卡設(shè)備批量讀操作函數(shù)sd_ReadSector(),、SD卡讀設(shè)備配置狀態(tài)函數(shù)sd_get_config(),、SD卡設(shè)備設(shè)置函數(shù)sd_set_config()[7]
  完整的SD設(shè)備驅(qū)動(dòng)源程序文件的代碼如下:
  //--------文件名:sd_spce3200.c------------//
  //----------包含相關(guān)頭文件-------------//
  #include
  #include
  #include
  #include
  #include
  #include
  #include
  #include
  #include
  #include
  #include
  #include
  //-------------驅(qū)動(dòng)函數(shù)實(shí)現(xiàn)--------------//

  static bool sd_init(struct cyg_devtab_entry* tab)
  {
  bool InitResult = true;
  if(__SDDrv_SDDrv_Initial( )==0
  InitResul=true;
  else
  InitResult=false;
  returen(InitResult);
  }
  static int sd_WriteSector(void* disk, const void* buf_arg, cyg_uint32 *blocks, cyg_uint32   first_block)
  {
  cyg_intret=ENOERR;
  ret=__SDDrv_SDDrv_WriteSector__(first_block,*blocks,(cyg_uint8 *)buf_arg); (1)
  return ret;
  }
  static int sd_ReadSector(void* disk, void* buf_arg, cyg_uint32 *blocks, cyg_uint32 first_block)
  {
  cyg_int32 ret = ENOERR;
  ret = __SDDrv_SDDrv_ReadSector__(first_block,*blocks,(cyg_uint8*)buf_arg); (1)
  return ret;
  }
  static Cyg_ErrNo sd_get_config(disk_channel* chan, cyg_uint32 key, const void* buf, cyg_uint32* len)
  {
  return -EINVAL;
  }
  static Cyg_ErrNo sd_set_config(disk_channel* chan, cyg_uint32 key, const void* buf, cyg_uint32*? len)
  {
  return? -EINVAL;
  }
  //-------------設(shè)備 I/O 函數(shù)表-----------//
 ?。?,見前面)
  //----------設(shè)備表入口----------------//
  (略,,見前面)
6 向eCos數(shù)據(jù)庫中添加SD卡驅(qū)動(dòng)程序組件包
  在ecos.db中的任意位置加如下程序段:
  package CYGPKG_DEVS_SD_SPCE3200 {
  alias{'SD support for Score SPCE3200'}
  directory devs/sd/score/spce3200
  script sd_spce3200.cdl
  description '
  This package contains hardware support for theSDCard
  on the Score SPCE3200 EV Board.'
  }
  “devs/sd/score/spce3200”指示了SD卡設(shè)備驅(qū)動(dòng)的路徑,,該路徑是相對于/packages目錄的[8]。此時(shí)打開eCos配置工具添加包時(shí),,就可以看見SD卡驅(qū)動(dòng)程序組件包已經(jīng)出現(xiàn)在eCos數(shù)據(jù)庫中,,如圖3所示。點(diǎn)擊“Add”加載到平臺(tái)上并編譯生成一個(gè)名為“CIGPRG_DEVS_SD_SPCE3200.ecc”的庫文件,,即SD卡驅(qū)動(dòng)程序庫文件,。

  至此,在嵌入式操作系統(tǒng)cCos中成功地創(chuàng)建了一個(gè)基于凌陽SPCE3200的SD卡驅(qū)動(dòng)程序,。有了該驅(qū)動(dòng)程序,,就能正常訪問SD卡了。
  除了通過I/O組件訪問硬件設(shè)備之外,,eCos還提供了FAT文件系統(tǒng)用以管理塊設(shè)備,。FAT文件系統(tǒng)的使用,可以大大方便嵌入式系統(tǒng)與PC系統(tǒng)之間的文件交換,,并為應(yīng)用程序提供更為方便的操作接口,。


參考文獻(xiàn)
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[2]?周源. 片上系統(tǒng)(SOC)設(shè)計(jì)流程及其集成開發(fā)環(huán)境[J]. 上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),,2008,,32(4):23-26.
[3]?管曉春. 基于凌陽SPCE061A的嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 電子產(chǎn)品世界,2008,,187(2):10-13.
[4]?TOM R. H. ARM dons armor-trustzone security extensions strengthen ARMv6 architecture'[J]. MPR August 25, 2007,(5):14-17.
[5]?JACH? B. Common criteria portal. http://www.commoncriteriaportal.org/.2006.
[6]?凌陽科技. SPCE3200嵌入式eCos系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)開發(fā). http://www.unsp.com/. 2008.
[7]?羅亞非. 凌陽16位單片機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)[M]. 北京:北京航空航天大學(xué)出版社,,2007:132-134.
[8]?凌陽科技. SPCE3200實(shí)驗(yàn)儀——eCos平臺(tái)篇. http://www.unsp.com/.2008.

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