推薦一個(gè)輕量級的嵌入式系統框架

mr-library 是一個(gè)面向嵌入式系統的輕量級框架，提供統一的底層驅動(dòng)設備模型以及基礎服務(wù)功能，具有模塊化設計、可配置性和擴展性的特點(diǎn)， 可幫助開(kāi)發(fā)者快速構建嵌入式應用程序。

mr-library 框架支持互斥鎖、對象管理等基礎內核功能。集成異步事件驅動(dòng)框架（event）、多時(shí)基軟件定時(shí)器(soft-timer) 等服務(wù)。提供串口、SPI、I2C、ADC/DAC等常見(jiàn)外設的驅動(dòng)設備模型，通過(guò)統一的驅動(dòng)接口（open、close、ioctl、read、write）訪(fǎng)問(wèn)底層硬件設備，解耦底層驅動(dòng)和應用。

• MCU開(kāi)發(fā)的低層驅動(dòng)程序。
• RTOS實(shí)時(shí)操作系統的外掛框架（作為驅動(dòng)設備框架使用）。
• 各類(lèi)IoT和智能硬件產(chǎn)品的快速開(kāi)發(fā)。

開(kāi)發(fā)者能以面向對象的方式訪(fǎng)問(wèn)外設，簡(jiǎn)化驅動(dòng)邏輯的開(kāi)發(fā)流程?？蚣軐?shí)現了常用外設的通用驅動(dòng)模板，開(kāi)發(fā)者可以快速移植到不同的硬件平臺。

驅動(dòng)設備框架支持普通設備的通用接口、總線(xiàn)設備自動(dòng)總線(xiàn)控制、多種設備的中斷接管。

設備驅動(dòng)框架提供統一的操作接口，設備的所有操作都需要通過(guò)以下接口實(shí)現：

/* 定義SPI設備 */
#define SPI_DEVICE0_CS_PIN              10
#define SPI_DEVICE1_CS_PIN              20
struct mr_spi_device spi_device0, spi_device1;
/* 添加SPI設備 */
mr_spi_device_add(&spi_device0, "spi10", SPI_DEVICE0_CS_PIN);
mr_spi_device_add(&spi_device1, "spi11", SPI_DEVICE1_CS_PIN);
/* 查找SPI設備 */
mr_device_t spi0_device = mr_device_find("spi10");
mr_device_t spi1_device = mr_device_find("spi11");
/* 掛載總線(xiàn) */
mr_device_ioctl(spi0_device, MR_CTRL_ATTACH, "spi1");
mr_device_ioctl(spi1_device, MR_CTRL_ATTACH, "spi1");
/* 以可讀可寫(xiě)的方式打開(kāi)SPI設備 */
mr_device_open(spi0_device, MR_OPEN_RDWR);
mr_device_open(spi1_device, MR_OPEN_RDWR);
/* 發(fā)送數據 */
char buffer0[] = "hello";
char buffer1[] = "world";
mr_device_write(spi0_device, 0, buffer0, sizeof(buffer0) - 1);
mr_device_write(spi1_device, 0, buffer1, sizeof(buffer1) - 1);
/* 讀取數據 */
mr_device_read(spi0_device, 0, buffer0, sizeof(buffer0) - 1);
mr_device_read(spi1_device, 0, buffer1, sizeof(buffer1) - 1);
/* 關(guān)閉設備 */
mr_device_close(spi0_device);
mr_device_close(spi1_device);

mr-library 框架集成了輕量級的服務(wù)框架，用于構建嵌入式開(kāi)發(fā)中的應用服務(wù)，支持異步事件監聽(tīng)，多時(shí)基軟件定時(shí)器等。通過(guò)服務(wù)框架完成對應用層不同應用間的解耦，實(shí)現應用程序的模塊化，可裁剪，業(yè)務(wù)邏輯清晰，開(kāi)發(fā)快速，代碼高度復用。

事件服務(wù)是一種異步事件處理機制,它通過(guò)事件分發(fā)和回調的方式,可以有效地提高系統的異步處理能力、解耦性和可擴展性。

事件服務(wù)包含兩個(gè)部分:事件服務(wù)器和事件。

• 事件服務(wù)器用于接收和分發(fā)事件，其內部維護一個(gè)事件隊列用于存儲待處理事件和一個(gè)事件列表用于存儲已創(chuàng )建事件。
• 事件需要創(chuàng )建到事件服務(wù)器并提供一個(gè)回調函數。

當事件發(fā)生時(shí),事件服務(wù)器會(huì )將事件插入到事件隊列中進(jìn)行緩存。事件服務(wù)器會(huì )周期性地從事件隊列中取出事件進(jìn)行分發(fā),找到對應的事件回調進(jìn)行事件處理。

/* 定義事件 */
#define EVENT1                          1
#define EVENT2                          2
#define EVENT3                          3
/* 定義事件服務(wù)器 */
struct mr_event_server event_server;
mr_err_t event1_cb(mr_event_server_t server, void *args){
    printf("event1_cbrn");
    
    /* 通知事件服務(wù)器事件2發(fā)生 */
    mr_event_notify(EVENT2, server);
    return MR_ERR_OK;
}
mr_err_t event2_cb(mr_event_server_t server, void *args){
    printf("event2_cbrn");
    /* 通知事件服務(wù)器事件3發(fā)生 */
    mr_event_notify(EVENT3, server)
    return MR_ERR_OK;
}
mr_err_t event3_cb(mr_event_server_t server, void *args){
    printf("event3_cbrn");
    return MR_ERR_OK;
}
int main(void){
    /* 添加事件服務(wù)器到內核容器 */
    mr_event_server_add(&event_server, "server", 4);
    
    /* 創(chuàng  )建事件到服務(wù)器 */
    mr_event_create(EVENT1, event1_cb, MR_NULL, &event_server);
    mr_event_create(EVENT2, event2_cb, MR_NULL, &event_server);
    mr_event_create(EVENT3, event3_cb, MR_NULL, &event_server);
    
    /* 通知事件服務(wù)器事件1發(fā)生 */
    mr_event_notify(EVENT1, &event_server);
    
    while (1)
    {
        /* 事件服務(wù)器處理 */
        mr_event_server_handle(&event_server);
    }
}

現象：

event1_cb
event2_cb
event3_cb

軟件定時(shí)器是一種在軟件層面實(shí)現計時(shí)功能的機制，通過(guò)軟件定時(shí)器，可以在特定時(shí)間點(diǎn)或時(shí)間間隔觸發(fā)特定的事件。軟件定時(shí)器常用于實(shí)現周期性任務(wù)、超時(shí)處理、定時(shí)器中斷等功能。

軟件定時(shí)器包含兩個(gè)主要組件:定時(shí)服務(wù)器和定時(shí)器。

• 定時(shí)服務(wù)器用于時(shí)間管理和定時(shí)器處理。
• 定時(shí)器用于處理特定的超時(shí)處理,它需要注冊到定時(shí)服務(wù)器并提供一個(gè)回調函數。

/* 定義定時(shí)服務(wù)器和定時(shí)器 */
struct mr_soft_timer_server server;
struct mr_soft_timer timer1, timer2, timer3;
mr_err_t timer1_callback(mr_soft_timer timer, void *args){
    printf("timer1_callbackrn");
    return MR_ERR_OK;
}
mr_err_t timer2_callback(mr_soft_timer timer, void *args){
    printf("timer2_callbackrn");
    return MR_ERR_OK;
}
mr_err_t timer3_callback(mr_soft_timer timer, void *args){
    printf("timer3_callbackrn");
    mr_soft_timer_stop(timer);
    return MR_ERR_OK;
}
int main(void){
    /* 添加定時(shí)服務(wù)器 */
    mr_soft_timer_server_add(&server, "soft-timer");
    /* 添加定時(shí)器并啟動(dòng) */
    mr_soft_timer_add_then_start(&timer1, 5, timer1_callback, MR_NULL, &server);
    mr_soft_timer_add_then_start(&timer2, 10, timer2_callback, MR_NULL, &server);
    mr_soft_timer_add_then_start(&timer3, 15, timer3_callback, MR_NULL, &server);
    while (1)
    {
        /* 更新定時(shí)服務(wù)器時(shí)鐘 */
        mr_soft_timer_server_update(&server, 1);
        
        /* 定時(shí)服務(wù)器處理（放在哪里，回調就將在哪里被調用） */
        mr_soft_timer_server_handle(&server);
    }
}

mr-library 的代碼目錄結構如下表所示：

• 內核層: mr-library 的核心部分，實(shí)現對象管理，設備控制，服務(wù)接口等。
• 設備層: 提供統一的設備接口，將設備接入到內核中。
• 驅動(dòng)層: 為設備提供底層硬件驅動(dòng)，當硬件更換時(shí)僅需修改驅動(dòng)層。
• 組件層: 通過(guò)框架提供的API實(shí)現不同的功能。包括但不限于虛擬文件系統、通用傳感器模塊、網(wǎng)絡(luò )框架等。
• 軟件包: 可獨立使用，無(wú)依賴(lài)的軟件包。

來(lái)源：https://gitee.com/MacRsh/mr-library

轉自公眾號：嵌入式大雜燴

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