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      VxWorks下PC/104-CAN驅動程序設計

      時間:2024-07-02 00:22:09 理工畢業論文 我要投稿
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      VxWorks下PC/104-CAN驅動程序設計

      摘要:詳細介紹實時多任務操作系統VxWorks環境下驅動程序的設計原理;針對驅動程序實現的困難,給出VxWorks下實現驅動程序的工作步驟。文件以PC/104-CAN適配卡為例,簡要介紹硬件結構,重點給出驅動程序實現的關鍵代碼。

      VxWorks是一款優秀的實時多任務操作系統,具有搶占式調試、中斷延遲小等特點。本文在簡要介紹必備的硬件環境下,以VxWorks為平臺,詳細介紹驅動程序的開發。

      1 PC/104-CAN適配卡的硬件結構

      PC/104-CAN適配卡主要由CAN控制器(SJA1000)、光電隔離(6N137),收發驅動器(82C250)及譯碼電路組成。編程主要了解的是控制器SJA1000。CAN適配卡原理如圖1所示。

      2 CAN地址譯碼和中斷選擇

      系統104主板的CPU為486DX,其對接口板訪問有兩種方式:內存映射和I/O訪問。I/O尋址采用專門的指令,每次只能傳送單個字節。內存映射方式可以訪問較大的地址空間并且指令豐富,便于實現快速交換數據。本文討論的CAN卡采用存映射模式工作,與486DX接口是104總線,它與ISA總線兼容。對于Intel X86體系的CPU,ISA可以映射的空間為0xC8000~0xEFFFF。使用比較器和地址選擇開關組成可選端口地址譯碼電路,通過開關選通內存映射基地址(C8000H、C9000H、CA000H、…、EF000H),以避免與其它器件沖突。CAN偏移地址分配如下:

      00~FFH SJA1000的寄存器;

      100H~1FFH 對該范圍內的任意地址進行寫操作,均可導致CAN硬件復位。

      SJA1000的INT引腳通過跳線選擇IRQ3~7、IRQ9~12或IRQ15中的一個,避免與其它的適配卡沖突。

      3 PC/104-CAN適配卡驅動實現

      3.1 VxWorks驅動概述

      VxWorks操作系統有兩種方式實現驅動。第一種方式是,把設備驅動程序作為獨立任務實現,直接在頂層任務中實現硬件操作,完成特有專用的驅動程序。第二種方式是,VxWorks的I/O系統將設備程序作為內核過程實現。這種方式便于實現I/O子系統的層次模型,便于文件系統一起把設備作為特殊文件處理,提供統一的管理、統一的界面和統一的使用方法,并把設備、文件及網絡通信組織成為一致的更高層次的抽象,為用戶提供統一的系統服務和用戶接口。我們和這種驅動方式。

      作為I/O系統和硬件設備之間的連接層,VxWorks驅動就是屏蔽硬件操作,為I/O系統提供服務。實現一個完整的驅動,必須了解VxWorks下I/O的三個基本元素:File、Driver和Dervice。File是為用戶提供訪問設備的統一接口;Driver是實現具體的基本控制函數,也就是實現I/O系統所需要的接口;而Device則是一個抽象的硬件設備,是一系列的結構體、變量和宏定義對實際物理設備的定義。一般而言,實現一個驅動應該有三個基本的步驟:①用編程語言完成對實際物理設備的抽象;②完成系統所需要的各類接口及自身的特殊接口;③將驅動集成到操作系統中。之后還有一些調試工作。

      3.2 VxWorks I/O系統驅動程序框架

      VxWorks為各種設備(包括字符設備、塊設備、虛擬設備及網絡設備)提供統一的訪問接口,包括七種基本的I/O函數:open(filename、flags、mode),create(filename、flags),read(fd、

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