vxworks嵌入式实时操作系统中串口驱动程序的研究

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1、万方数据2009正第45卷增刊铁道通信信号RAILWAYSIGNALLING&COMMUNICA，110N2009VoL45SupplementVxWorks嵌入式实时操作系统中串口驱动程序的研究房海云‘摘要：讨论了在嵌入式实时操作系统VxWorks下实现串行设备驱动的层次关系．以mpc860嵌入式处理器板为例，给出了在VxWorks的BSP(板级支持包)中串口SMC驱动程序的实现，以及加载原理。关键词：操作系统；串口驱动程序；嵌入式Abstract：neobjectofthisarticleistoillustr

2、atethestructureoftheserialportdriverinembeddedreal—timeVxWorksoperatingsystem．TherealizationoftheserialportdriverintheVxWorksBSP(boardsupportpackage)isanalyzedbyusingMPC860processorboard．Andhowtoloadtheserialportdriverisdiscussed．Keywords：Operatingsystem；Seria

3、lPortDriver；Embedded1嵌入式操作系统VxWorksVxWorks操作系统是美国WindRiver公司开发的一套具有微内核、高性能、可伸缩的实时操作系统，支持广泛的通信协议，并能够根据用户的需求进行组合。开放式的结构和对工业标准的支持，使开发者只需做最少的工作，即可设计出有效的适合于不同用户要求的系统。多任务、可裁减、可靠性好、实时性高的特点，使其成为业界公认的、性能出色的一种实时操作系统，被广泛地应用在通信、军事、航空、航天等高精尖技术，及实时性要求极高的领域中。2串行设备驱动程序原理在VxWo

4、rks中，I／O系统提供了与设备无关的用户接口。这样，对于串行设备的任何操作都可以视为对1个文件的操作，应用程序可以通过标准的接口open、read、write、ioctl、close等访问串行设备，而不必了解驱动程序实现的细节。2．1I／0系统与串口驱动层次结构VxWorks串行设备的驱动采用了3层抽象的软件结构：标准I／O库(ioLib)，tty库(ttyDrv／tyLib)和底层SMC驱动(xxDrv)，如图l所示。从图1可以看出串口的驱动并不是直接和I／O系统交互，中间存在一个ttyDrv(包括tyLib)

5、。实际}北京铁路信号工厂高级工程师，102613北京收稿日期：2009-06-26上，内核启动时，在驱动程序表中安装的不是串行设备驱动程序的函数，而是ttyDrv／tyLib提供的函数。胞用程序●t／0系统(ioI．ib)IlttV。rV卜．-It，¨nlI串行设备驱动稃序l底层串口驱动图1∥0系统与串口设备驱动层次图串行设备tty驱动(ttyDrv／tyLib)，使I／0系统独立于具体串口驱动，保证了代码可复用性和接口一致性。串口驱动和底层硬件有关，因此，在编写串口驱动时，需要了解串口tty驱动的原理，以及串口输

6、入、输出过程。2．2tty驱动原理创建tty设备包括驱动程序初始化和创建设备2步，其驱动原理如图2所示。1．驱动程序初始化。ttyDrv()函数是一个虚拟的驱动，既管理着和I／O的交互。又管理着和底层硬件驱动的交互。它调用iosDrvlnstall()，将ttyDrv和tyLib中的函数安装到系统的驱动程序一37—万方数据铁道通信信号2009年第45卷增刊心JI{j程序usrRootOpen()ioctl0read()write0I／0系统+ttyDr”-·-ttyDevCreate(j圆m∞00ttyIoc，l(

7、)lt，-。ct·c，——tylRelLd0tyWrte()tyLibtyDevInit0tylRd0tyITx()串行设备驱动稃序图2ttyDrv驱动原理表中。ttyDrv负责ttyOpen、ttyIoctl的接人，而tyHb负责tyRead、tyWrite的接入。2．创建设备。创建设备函数ttyDevCreate()主要分配并初始化设备描述结构，调用tyDevInit()进行tyLib库初始化，初始化selectLib()，创建输入、输出环形缓冲，创建信号量，调用iosDe—vAdd()加设备到设备列表，以中断

8、方式启动串口通道。它还进行的另一个重要操作是安装了tyLib设备提供的输入、输出回调函数tyITx()和tylRd()，以便给底层串行设备驱动调用。3．tty的输入、输出。当tty设备创建后，用open()打开相应的串口，依据串口打开时的读、写标志，可以对串口进行读、写操作及串口配置。用户程序的基本I／O读写请求由tyI．ib的tyWrite()和tyRea