基于DSP／BIoS設備驅動(dòng)模型的視頻驅動(dòng)程序開(kāi)發(fā)

通過(guò)給外部設備編寫(xiě)驅動(dòng)程序是一種有效的控制外設的方法。隨著(zhù)DSP的應用越來(lái)越廣泛，DSP實(shí)時(shí)系統的日趨復雜及新技術(shù)的出現，DSP處理器所連接的外部設備也是種類(lèi)繁多，各不相同，而每一個(gè)外設都需要一個(gè)特定的驅動(dòng)程序來(lái)支持外設的正常工作，這就要為每一個(gè)外設編寫(xiě)驅動(dòng)程序，這是一項十分繁雜的工作。如何能夠使系統開(kāi)發(fā)人員從這些編寫(xiě)繁雜的驅動(dòng)程序工作中解脫出來(lái)，進(jìn)而能夠專(zhuān)心投入到應用程序的開(kāi)發(fā)中呢?TI公司提出了基于DSP／BIOS的設備驅動(dòng)模型，該模型分為兩層：類(lèi)驅動(dòng)即與硬件不相關(guān)的層和微型驅動(dòng)即與硬件相關(guān)的層。使用這種結構，應用程序只需調用類(lèi)驅動(dòng)的API函數，通過(guò)類(lèi)驅動(dòng)使用微型驅動(dòng)，用微型驅動(dòng)來(lái)控制外設。這種結構，將驅動(dòng)程序合理分層，使得驅動(dòng)程序模塊化，可移植性、復用性大大增強，縮短了驅動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)時(shí)間。

1 DSP／BIOS設備驅動(dòng)模型工

1.1 類(lèi)／微型驅動(dòng)模型

DSP／BIOS是TI公司所設計開(kāi)發(fā)的一個(gè)尺寸可裁剪的實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統內核，通過(guò)使用DSP／BIOS提供的豐富的內核服務(wù)，開(kāi)發(fā)者能快速地創(chuàng )建滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性能要求的精細復雜的多任務(wù)應用程序。為了使開(kāi)發(fā)設備驅動(dòng)更加簡(jiǎn)單方便，提出了DSP／BIOS DeviceDriver Kit，定義了標準的設備驅動(dòng)模型，一種將設備驅動(dòng)分為與硬件無(wú)關(guān)和與硬件相關(guān)的雙層結構，這樣就使開(kāi)發(fā)驅動(dòng)程序不像以前那樣復雜了，為開(kāi)發(fā)者提供了便利。這兩層結構稱(chēng)為“類(lèi)／微型驅動(dòng)模型，它們每一層都有各自通用的接口，所以相似設備驅動(dòng)程序的主要部分可以復用，驅動(dòng)代碼的移植成為可能，使開(kāi)發(fā)驅動(dòng)的過(guò)程大大簡(jiǎn)化。

與硬件無(wú)關(guān)的層稱(chēng)為類(lèi)驅動(dòng)(Class Driver)，它處在應用程序與微型驅動(dòng)之間，提供對多線(xiàn)程I／O請求的串行化和同步，并且維護設備數據緩沖區，向上提供API接口供應用程序調用，向下通過(guò)適配層與微型驅動(dòng)相連，實(shí)現API接口函數到微型驅動(dòng)層的映射。

與硬件相關(guān)的層稱(chēng)為微型驅動(dòng)(Mini－driver)，它處在類(lèi)驅動(dòng)與芯片支持庫(Chip Support Library)之間，對于類(lèi)驅動(dòng)的接口是統一的，即每一個(gè)微型驅動(dòng)都為類(lèi)驅動(dòng)和DSP／BIOS設備驅動(dòng)管理提供了標準接口。微型驅動(dòng)采用芯片支持庫(CSL)管理外圍設備的寄存器、內存和中斷資源。但由于硬件是千差萬(wàn)別的，所以微型驅動(dòng)對底層硬件的操作是根據硬件的不同而不同的。對于完成同樣功能的不同外設，只需稍加修改微型驅動(dòng)，而不需重新編寫(xiě)驅動(dòng)程序，就可以實(shí)現驅動(dòng)程序的移植與復用，使驅動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)過(guò)程大大簡(jiǎn)化。類(lèi)／微型驅動(dòng)模型結構如圖1所示。

1.2 類(lèi)驅動(dòng)

通過(guò)將應用軟件，驅動(dòng)程序分層之后，可以看到，位于頂層的應用程序并不直接與微型驅動(dòng)產(chǎn)生聯(lián)系，而是通過(guò)類(lèi)驅動(dòng)與微型驅動(dòng)連接。每一種類(lèi)驅動(dòng)向上層應用程序提供一個(gè)API接口，并且與微型驅動(dòng)接口進(jìn)行通信。

DSP／BIOS定義了三種類(lèi)驅動(dòng)：流輸入輸出模塊(SIO)，管道管理模塊(PIP)，通用輸入輸出模塊(GIO)。其中，SIO和PIP分別需要使用適配器DIO和PIO來(lái)與微型驅動(dòng)進(jìn)行通信。SIO／DIO是基于流的I／O模型，使用異步方式來(lái)操作I／O，對于數據的讀寫(xiě)、處理可以同時(shí)進(jìn)行。PIP／PIO是基于管道的I／O模型，每個(gè)管道維護著(zhù)一個(gè)被劃分為多個(gè)大小相同的幀的緩沖區。GIO類(lèi)驅動(dòng)采用基于流的同步I／O數據傳輸模式，適合大流量數據的傳輸，更適合文件系統。與SIO／DIO和PIP／PIO不同，GIO包含內置的IOM(I／OManager輸入輸出管理)適配層，可以直接與微型驅動(dòng)進(jìn)行通信。

GIO模塊與其他兩個(gè)模塊相比，有一個(gè)很重要的特性，就是可以擴展API函數支持新的應用領(lǐng)域，這樣就實(shí)現了對GIO類(lèi)驅動(dòng)的擴展。這種可擴展API的特性正好可以用在視頻驅動(dòng)開(kāi)發(fā)方面。例如這種擴展可以滿(mǎn)足視頻設備存儲區的需要。另外，在提供了視頻驅動(dòng)和應用程序之間的視頻數據同步機制之后，這種擴展也能夠允許使用一個(gè)單獨的調用來(lái)“交換”視頻緩沖區。這種交換緩沖區的機制對于實(shí)時(shí)視頻信號的采集與顯示是十分重要的。所以，在視頻驅動(dòng)中，我們采用通用輸入輸出模塊GIO。應用程序可以直接地調用GIO API函數和IOM微型驅動(dòng)程序進(jìn)行交互，這些GIO API就可以看作是類(lèi)驅動(dòng)。GIO類(lèi)驅動(dòng)接口如圖2所示。

GIO_create會(huì )為一個(gè)特定的IOM通道實(shí)例創(chuàng )建一個(gè)GIO對象，這是類(lèi)驅動(dòng)使用微型驅動(dòng)的第一步，首先創(chuàng )建對象及IOM通道，然后在此通道上進(jìn)行數據傳輸工作。其結構體類(lèi)型為GIO_Obj：

1.3 微型驅動(dòng)

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