WindowsCE.Net下基于流驅動(dòng)的AD驅動(dòng)設計與實(shí)現

0 引言

Windows CE.Net 是一個(gè)32位、多任務(wù)、多線(xiàn)程的完全搶占式的實(shí)時(shí)操作系統。它提供了眾多強大工具適應于快速構建新一代內存少、體積小的智能設備，如工業(yè)控制器、手持式設備等。該系統的特點(diǎn)是專(zhuān)為各種具有嚴格資源限制的硬件系統所設計的。為了將操作系統和硬件設備連接起來(lái)，連接硬件和應用軟件的驅動(dòng)就非常重要。該論文主要針對SAMSUNG公司以ARM9為內核的S3C2410進(jìn)行分析，介紹在Windows CE.Net 系統下進(jìn)行底層設備流接口驅動(dòng)的原理和開(kāi)發(fā)方法并提供AD驅動(dòng)程序的實(shí)例。

1 S3C2410芯片片上AD介紹

S3C2410 是一款基于A(yíng)RM920T的16/32位RISC微處理器,擁有高性?xún)r(jià)比，低功耗等特點(diǎn)，也是目前市面上出現較多的嵌入式開(kāi)發(fā)板的處理器之一，具有8路 10位的A/D轉換，S3C2410上的A/D轉換器在2.5MHZ的時(shí)鐘下，最大轉化速率可達500KSPS，A/D轉換器支持片上采樣和保持功能。 S3C2410微處理對AD轉換進(jìn)行的操作,主要是對下面的兩個(gè)寄存器進(jìn)行讀/寫(xiě):ADC 控制寄存器,ADCCON ；ADC 數據寄器,ADCDAT0。

2 流接口驅動(dòng)

Windows CE.Net 支持四種驅動(dòng)模型：本地驅動(dòng)、流驅動(dòng)、USB、NDIS[1]。本文只針對流驅動(dòng)進(jìn)行介紹。

2.1 流接口驅動(dòng)體系結構

流驅動(dòng)將設備抽象為文件進(jìn)行操作，它體系結構如圖1所示。應用程序使用文件API對設備進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)，文件API被操作系統轉發(fā)到FileSys.exe進(jìn)程中；然后FileSys.exe發(fā)現是對設備進(jìn)行操作，就會(huì )把執行交給設備管理器；接著(zhù)設備管理器根據具體的請求，調用不同的流接口驅動(dòng)程序中暴露的接口；最終驅動(dòng)程序負責與硬件交互[2-3]。

圖1流接口驅動(dòng)的體系結構

2.2　流接口函數

流接口驅動(dòng)程序是動(dòng)態(tài)連接庫，由設備管理程序的特殊程序加載、管理和卸載,與具有單獨目的接口的內部驅動(dòng)程序相比,流接口驅動(dòng)程序使用同一個(gè)接口并調用同一個(gè)函數集-流接口函數[4]。Windows CE.Net 系統規定流接口的入口點(diǎn)如表1，對應著(zhù)直接或者間接調用流接口函數的系統組件或文件API函數。生成一個(gè)DLL后,就用設備文件名前綴替換入口點(diǎn)名字中的XXX。

表1 流接口入口函數

2.3　流接口驅動(dòng)工作原理

在流驅動(dòng)工作原理中需要包括幾個(gè)重要的工作實(shí)體：硬件、流接口驅動(dòng)驅動(dòng)程序、系統注冊表、設備管理器、應用程序。整個(gè)驅動(dòng)程序工作原理如圖2所示。

流驅動(dòng)的工作順序如下：1)加載驅動(dòng)。在當系統啟動(dòng)時(shí)，設備管理器搜尋注冊表的 HKEY_LOCAL_MACHINEDriverBuiltIn鍵下面的子鍵，并逐一加載子鍵下的每個(gè)驅動(dòng)，此過(guò)程叫BusEnum。2)設備管理器從注冊表的dll鍵值中獲取驅動(dòng)程序所在的DLL文件名。3)設備管理器調用LoadDriver()函數把DLL加載到自己的虛擬地址空間內。4)設備管理器在注冊表的HKEY_LOCAL_MACHINEDriverActive下面，記錄所有已經(jīng)加載的驅動(dòng)程序[2]。 5)設備管理器調用驅動(dòng)中的XXX_Init()函數。6)在XXX_Init()中，通常對硬件進(jìn)行一些基本的初始化操作。通過(guò)以上6步，流接口驅動(dòng)被成功加載。7)應用程序使用該設備。首先它調用CreateFile()打開(kāi)設備。CreateFile()是在FileSys.exe中實(shí)現的。但是 FileSys.exe只作簡(jiǎn)單判斷，如果發(fā)現打開(kāi)的設備驅動(dòng)程序而不是一個(gè)文件，那么就重新把主動(dòng)權交還給設備管理器。8)設備管理器調用驅動(dòng)程序中的 XXX_Open()函數打開(kāi)設備。在XXX_Open()中，驅動(dòng)程序可能會(huì )對硬件進(jìn)行一些額外的初始化工作，使硬件進(jìn)入工作狀態(tài)。 9)XXX_Open()函數把打開(kāi)設備的結果返回給設備管理器。10)設備管理器把XXX_Open()返回的結果，再返回給應用程序的 CreateFile()函數調用。通過(guò)7-10步，設備已被成功打開(kāi)，至此就可以對設備進(jìn)行讀寫(xiě)和控制操作。11)應用程序使用第7步 CreateFile()函數返回的句柄作為ReadFile() / WriteFile()的第一個(gè)參數，向設備發(fā)送讀請求。同樣ReadFile() / WriteFile()要經(jīng)過(guò)FileSys.exe轉發(fā)給設備管理器。12)設備管理器調用驅動(dòng)程序中的XXX_Read() / XXX_Write() 函數，讀取設備的數據信息或向設備寫(xiě)信息。13)在流驅動(dòng)程序中，XXX_Read() / XXX_Write() 函數可與硬件交互，從硬件中讀取必要的信息或向硬件寫(xiě)必要的信息。然后返回給設備管理器，再返回給應用程序。