S698-T處理器的VxWorksARINC 429總線(xiàn)模塊應用

摘要：ARINC429總線(xiàn)是航空專(zhuān)用總線(xiàn)，應用非常廣泛。本文以S698-T處理器為平臺，從底層驅動(dòng)程序入手，詳細講述了針對S698-T處理器的VxWorks ARINC429總線(xiàn)驅動(dòng)模塊的應用與開(kāi)發(fā)過(guò)程。給出了通過(guò)VxWorks VIP工程調用ARINC429驅動(dòng)，完成數據收發(fā)的過(guò)程，可為后續的應用、開(kāi)發(fā)工作提供幫助。

引言

VxWorks操作系統作為一種嵌入式實(shí)疾僮饗低(RTOS)，擁有高性能的內核以及友好的用戶(hù)開(kāi)發(fā)環(huán)境，發(fā)展為當今較流行的嵌入式系統。其應用遍布通信、國防、工業(yè)控制、醫療設備等多個(gè)嵌入式領(lǐng)域。

S698-T是珠海歐比特控制工程股份有限公司面向嵌入式控制領(lǐng)域而研制的一款高性能、高可靠的SoC芯片，以130 nm CMOS半導體工藝制造。S698-T芯片以高性能的SPARC V8(IEEE-1754)架構，標準的32位RISC整數單元IU為主控內核，配以IEEE-754標準的64位雙精度浮點(diǎn)處理單元FPU。此外，S698-T內部還集成了1553B總線(xiàn)控制器、ARINC429總線(xiàn)控制器、CAN總線(xiàn)控制器、多功能I/O接口、UAR丁接口、在線(xiàn)硬件調試支持單元DSU、DAC模塊、ADC模塊等多種功能模塊。

ARINC429總線(xiàn)協(xié)議是美國航空電子工程委員會(huì )(Airlines Engineering Committee)于1977年7月提出的，并于同年同月發(fā)表并獲得批準使用。數字式信息傳輸系統DITS，規定了航空電子沒(méi)備及有關(guān)系統間的數字信息傳輸要求。ARINC429廣泛應用在先進(jìn)的民航客機中，如B-737、B757、B-767等。ARINC429總線(xiàn)結構簡(jiǎn)單、性能穩定、抗干擾性強。最大的優(yōu)勢在于可靠性高，這是由于它非集中控制、傳輸可靠、錯誤隔離性好。

1 S698-T ARINC429驅動(dòng)程序設計

ARINC429驅動(dòng)基于VxBus模式進(jìn)行開(kāi)發(fā)，VxBus是在VxWorks中用于支持設備驅動(dòng)的特有架構。VxBus在總線(xiàn)控制器驅動(dòng)程序服務(wù)的支持下，能在總線(xiàn)上發(fā)現設備，并執行一些初始化工作，使驅動(dòng)與硬件設備之間正常通信。它包括以下功能：

①允許設備驅動(dòng)匹配對應設備;

②提供驅動(dòng)程序訪(fǎng)問(wèn)硬件的機制;

③允許軟件其他部分訪(fǎng)問(wèn)設備功能;

④在VxWorks系統中，實(shí)現設備驅動(dòng)的模塊化。

在VxWorks6.2版本發(fā)布前，設備驅動(dòng)并不能被集成到VxWorks工程配置當中，為了添加或移出設備驅動(dòng)，需要有豐富的BSP和驅動(dòng)開(kāi)發(fā)相關(guān)的知識。并且在驅動(dòng)被添加或移出時(shí)要去做一些管理VxWorks工程的額外工作。作為VxWorks系統組件的一部分，VxBus消除了上面遇到的一些難題，各種驅動(dòng)和支持組件的添加與刪除完全可以在Workbench工程中進(jìn)行，而不需要BSP和驅動(dòng)相關(guān)的知識，也不會(huì )在添加、刪除驅動(dòng)時(shí)增加管理VxWorks工程的額外工作。因此大大方便了BSP的開(kāi)發(fā)。

ARINC429驅動(dòng)采用第三方驅動(dòng)程序的組織方式，VxWorks允許驅動(dòng)程序開(kāi)發(fā)廠(chǎng)商和開(kāi)發(fā)者創(chuàng )建第三方驅動(dòng)程序，不需要擔心不同廠(chǎng)商的文件之間的命名空間沖突。每一個(gè)想提供VxWorks驅動(dòng)程序的廠(chǎng)商必須在3rdparty目錄創(chuàng )建自己的子目錄。

盡管一個(gè)驅動(dòng)程序可以包括很多文件，比如多個(gè)源文件和多個(gè)頭文件，但是一個(gè)標準的VxWorks驅動(dòng)程序有一個(gè)最小的文件集，對于大多數VxWorks驅動(dòng)程序最少要求6個(gè)文件，如表1所列。

一般情況下，CDF文件、dc文件、dr文件都被認為是驅動(dòng)程序的配置文件，下面詳細介紹這些文件。

1.1 驅動(dòng)程序源文件

驅動(dòng)程序源文件包含了驅動(dòng)程序功能的實(shí)現邏輯，它們被放在目錄installDir/vxworks-6.x/target/src/hwif，第三方驅動(dòng)的源文件放在目錄installDir/vxworks-6.x/target/3rdparty。很多VxWorks設備驅動(dòng)程序只包含一個(gè)源文件，一個(gè)驅動(dòng)程序可以包含一個(gè)或者幾個(gè)可選的頭文件;驅動(dòng)程序可以包含多個(gè)源文件，此時(shí)必須在Makefile里面提供各個(gè)模塊的依賴(lài)規則。下面以文件leon2obt429.c為例來(lái)說(shuō)明VxWorks驅動(dòng)程序的結構。

設備驅動(dòng)程序的第一部分是一個(gè)描述VxBus初始化階段要調用的例程的結構：

LOCAL struct drvBusFuncs leon2OBT429DrvFuncs={

leon2OBT429InstInit，

leon2OBT429InstInit2，

leon2OBT429InstConnect

};

接著(zhù)就是描述驅動(dòng)程序所支持的驅動(dòng)方法的數據結構(每一種類(lèi)別的驅動(dòng)程序都必須實(shí)現該類(lèi)的驅動(dòng)方法)：

LOCAL device_method_t leon2OBT429Drv_methods[]={

{0，NULL}

};

然后描述該驅動(dòng)程序需要的注冊信息的結構：

LOCAL struCt vxbDevRegInfo lcon2OBT429DrvRegistration={

NULL， /*后續設備指針*/

VXB_DEVID_DEVICE， /*設備ID號*/

VXB_BUSID_PLB， /*總線(xiàn)ID號*/

VXB_VER_4_0_0， /*VxBus版本號*/

“leon2OBT429Dev”， /*驅動(dòng)名稱(chēng)*/

leon2OBT429DrvFuncs， /*驅動(dòng)入口函數指針*/

leon2OBT429Drv_methods[0]，/*設備方法組*/

NULL， /*設備探測*/

NULL /*默認參數*/

};

在注冊信息后面，驅動(dòng)程序必須提供一個(gè)例程來(lái)向VxBus注冊，表明該驅動(dòng)程序的存在：

void leon2OBT429DrvRegister(void){

/*驅動(dòng)注冊，此時(shí)不需要真正的硬件*/

vxbDevRegister((struct vxbDevRegInfo *)

leon2OBT429DrvRegistration);

}

由于驅動(dòng)程序注冊方法被當作是驅動(dòng)程序的第一個(gè)入口點(diǎn)，VxWorks必須被配置成：當該驅動(dòng)程序向VxBus注冊時(shí)，VxWorks知道調用該入口點(diǎn)。為了做到這點(diǎn)，VxWorks使用的之前提到的那幾個(gè)驅動(dòng)配置文件：CDF文件、dc文件、dr文件。

1.2 CDF文件

CDF文件的全稱(chēng)是Component Description File，組件描述文件。根據VxBus標準開(kāi)發(fā)的VxWorks設備驅動(dòng)程序都被編譯成一個(gè)單獨的模塊，可以使用VxWorks配置工具非常輕松地將驅動(dòng)程序配置進(jìn)BSP中。但是，必須為你的設備驅動(dòng)程序創(chuàng )建一個(gè)VxWorks組件。

一個(gè)組件是一個(gè)基本的功能單元，它可以單獨配置進(jìn)入VxWorks內核鏡像中。為了能夠單獨添加和刪除設備驅動(dòng)程序到VxWorks中，驅動(dòng)程序必須能夠被VxWorks配置工具識別成individual組件。為了讓驅動(dòng)程序能夠在Workbench或者vxprj中是可以配置的，必須創(chuàng )建CDF文件，CDF文件提供VxWorks配置工具所需要的信息。針對風(fēng)河公司發(fā)布的設備驅動(dòng)程序，其對應的CDF文件位于以下目錄：