基于嵌入式微處理器EP9315的二次開發(fā)技術
EP9315在WinCE操作系統(tǒng)下主頻達到200MHz,總線頻率為100MHz,外設時鐘為50MHz,硬件調試環(huán)境必須與操作系統(tǒng)完全吻合。而應用模塊多采用74系列芯片,工作頻率一般為幾兆赫茲。頻率不匹配造成了EP9315發(fā)出的讀寫及使能信號脈寬不足50ns,對由74系列芯片組成的專用模塊不能實現正確的讀寫操作。因此,系統(tǒng)的存儲空間采用了如圖3所示的分配,應用模塊地址空間為CS7:0X7000_0000-0X7FFF_FFFF。
本文引用地址:http://www.ljygm.com/article/85944.htm為給低速設備提供足夠脈寬的總線信號,設置應用模塊地址空間存儲空間讀寫特性寄存器SMCBCR7中等待時間位WST1和WST2:
總線讀取等待時間=(WST+1)×總線時鐘
連續(xù)讀取等待時間=(WST+1)×總線時鐘
調試代碼如下:
//總線時鐘為200MHz
ClkSet1=0x02A4A3D7;
//設置cs7數據寬度為8,讀寫脈寬為150ns
temp=SMCBCR7;
temp=temp& 0xcfffffff;
temp=temp | 0xffef;
SMCBCR7=temp;
這種設置使得SDRAM等高速外設和低速外設擁有不同的總線頻率,具有很大的靈活性。
2 系統(tǒng)軟件
2.1 嵌入式操作系統(tǒng)下的驅動程序類型
由于Windows CE.net開發(fā)工具好學易用,沒有目標設備時可以在PC上仿真測試,因此基于Windows CE.net的嵌入式開發(fā)日益普及。但要在操作系統(tǒng)下控制應用模塊就要為應用模塊編寫驅動。本質上,Windows CE的設備驅動程序都是一些動態(tài)鏈接庫(.dll文件),這些dll向內核提供了入口函數,使設備管理模塊可以通過這些函數與具體的硬件設備進行通信。由于應用模塊功能的不同,微軟沒有提供相應的驅動,所以只能自行開發(fā)測試。開發(fā)過程中采用單層驅動結構。
2.2 驅動程序開發(fā)
2.2.1 應用模塊初始化
應用模塊的初始化在標準流接口函數DEV_Init( )中完成,在內核加載驅動時調用該函數,其中DEV為設備文件名的前綴,Windows CE使用其識別與特殊流接口驅動程序相對應的特殊設備。初始化的基本步驟為:
(1)檢查應用模塊硬件信息的正確性。
(2)用Windows CE中的API函數為應用模塊驅動中用到的數據結構分配緩沖區(qū)。
hDev=LocalAlloc(LPTR,sizeof(Dev_INFO));
其中:pDev為包含設備必要信息的結構體指針,Dev_INFO為該結構體類型。
(3)設置應用模塊的默認參數,如應用模塊在系統(tǒng)中分配的物理地址空間的基地址。
PHYSICAL_ADDRESS phyAddr;//64_bit地址
phyAddr.LowPart=hDev->dwIOBaseAddr;//32_bit物理基地址
phyAddr.HighPart=0;//高32_bit地址
(4)通過HalTranslateBusAddress( )和MmIoSpace( )映射I/O地址,提供直接訪問設備的虛擬地址。
if(!HalTranslateBusAddress(Isa,0,phyAddr,0,&phyAddr)) return FALSE;
hDev->lpMappedBaseAddr=(LPBYTE)MmMapIoSpace(phyAddr,size,FALSE);
if(!hDev->lpMappedBaseAddr) return FALSE;
如果分配內存或映射虛擬地址失敗,則返回FALSE,退出初始化程序。
(5)初始化應用模塊的讀寫屬性和共享模式。
2.2.2 應用模塊數據接收與發(fā)送
應用模塊數據的傳遞在流接口函數Dev_Write( )和Dev_Read( )中完成。
DEV_Write(<由應用程序傳入的設備句柄>,<寫入數據指針>,<寫入數據位數>)
{//每寫1字節(jié)調用一次WRITE_PORT_UCHAR( );}
DEV_Read(<由應用程序傳入的設備句柄>,<存放數據指針>,<讀入數據位數>)
{//每讀1字節(jié)調用一次READ_PORT_UCHAR( );}
其中:WRITE_PORT_UCHAR( )和READ_PORT_UCH-
AR( )中傳遞的地址為經過MmMapIoSpace( )映射過的虛擬地址。
2.2.3 建立應用程序和設備驅動的聯(lián)系
操作系統(tǒng)中的應用程序與驅動中的流接口函數一一對應。其關系如圖4。
當應用程序準備對某個設備進行讀寫時,系統(tǒng)必須先執(zhí)行CreateFile( )函數打開這個設備,得到的設備句柄即為底層設備驅動中Dev_Open( )的返回值。應用程序通過CloseHandle( )調用設備驅動中的Dev_Close( )。執(zhí)行完該函數后驅動程序引用的設備將不再有效。當一個流接口驅動程序被打開后,應用程序使用ReadFile( )對這個設備進行讀操作,驅動程序中Dev_Read( )響應該操作;同樣應用程序使用WriteFile( )對該設備進行寫操作,驅動程序中Dev_Write( )響應此操作。另外,應用程序還可以使用DeviceIOControl()通知操作系統(tǒng)調用流接口驅動中的DEV_IOControl( )去通知驅動程序要執(zhí)行的操作。這些操作用戶可用Windows CE提供的API函數CTL_CODE自定義。
筆者在Windows CE.net操作系統(tǒng)下,已實現了基于EP9315嵌入式系統(tǒng)對武漢中科院巖土力學所設計的SY5聲波儀的控制,設備運行穩(wěn)定。與原來由51單片機搭建的SY5聲波儀相比,該系統(tǒng)功耗降低、體積變小、穩(wěn)定性增強、成本降低,更適合工業(yè)控制中的運用。
參考文獻
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linux操作系統(tǒng)文章專題:linux操作系統(tǒng)詳解(linux不再難懂)
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