基于aCoral操作系統(tǒng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)模型及USB協(xié)議棧的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、嵌入式系統(tǒng)具有悠久歷史,從上世紀(jì)60年代發(fā)展至今已取得長(zhǎng)足的進(jìn)展。特別是隨著近些年移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的興起,嵌入式系統(tǒng)更是發(fā)展的如火如荼。aCoral正是由電子科技大學(xué)嵌入式實(shí)時(shí)計(jì)算實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的一款支持實(shí)時(shí)和多核cpu的嵌入式操作系統(tǒng)。目前,aCoral系統(tǒng)已取得良好進(jìn)展,已經(jīng)支持多種cpu和外設(shè)以及豐富的基礎(chǔ)軟件如文件系統(tǒng)、tcp/ip協(xié)議等。嵌入式系統(tǒng)需要支持繁雜多變的外部設(shè)備,因而驅(qū)動(dòng)程序作為支持設(shè)備正常工作的的必要程序也變得繁雜

2、多樣。這使得驅(qū)動(dòng)變得難于管理和開(kāi)發(fā)。同時(shí)由于驅(qū)動(dòng)和系統(tǒng)內(nèi)核緊密連接,驅(qū)動(dòng)的不穩(wěn)定增加了內(nèi)核崩潰的風(fēng)險(xiǎn)。在 aCoral發(fā)展到多平臺(tái)擴(kuò)展時(shí)也遇到這樣的問(wèn)題。驅(qū)動(dòng)模型正是為了解決上述問(wèn)題而提出的,通過(guò)內(nèi)核和驅(qū)動(dòng)間的解耦,降低內(nèi)核崩潰危險(xiǎn),同時(shí)驅(qū)動(dòng)模型定義了各種接口和管理模塊,使得驅(qū)動(dòng)變得易于開(kāi)發(fā)和管理。aCoral系統(tǒng)正是在這樣的背景下提出了自己的設(shè)備驅(qū)動(dòng)模型。
　　本文首先深入分析了主流操作系統(tǒng)RT_thread以及嵌入式操作系統(tǒng)R

3、T_thread的驅(qū)動(dòng)模型的設(shè)計(jì)理念和實(shí)現(xiàn)代碼,找出了不同驅(qū)動(dòng)模型的共同特性,分析了其中的優(yōu)缺點(diǎn)。分析得出大部分驅(qū)動(dòng)模型都是借鑒了軟件工程領(lǐng)域的解耦特性,采用分層分類的思想,通過(guò)抽取出驅(qū)動(dòng)共有的特性來(lái)作為系統(tǒng)中單獨(dú)的一層,用來(lái)管理設(shè)備驅(qū)動(dòng)以及作為系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)之間的消息橋梁。這樣各種驅(qū)動(dòng)就不會(huì)冗雜在一起,使得設(shè)備驅(qū)動(dòng)易于管理,同時(shí)增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在具體實(shí)現(xiàn)中,各種不同系統(tǒng)還借鑒了面向?qū)ο蟮乃枷?通過(guò)父子繼承的特性來(lái)管理各種總線以及設(shè)備之

4、間的關(guān)系。本文借鑒了上述思想,針對(duì)于 aCoral操作系統(tǒng),選擇性的吸收了其中的優(yōu)點(diǎn),并且根據(jù)aCoral系統(tǒng)自己的特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了適合于其自身的驅(qū)動(dòng)模型。
　　為了驗(yàn)證驅(qū)動(dòng)模型的有效性,同時(shí)也為aCoral操作系統(tǒng)添加usb功能支持,實(shí)現(xiàn)了usb ohci協(xié)議棧。首先閱讀了usb協(xié)議棧,然后分析了RT_thread內(nèi)核里usb協(xié)議的實(shí)現(xiàn),理解了usb協(xié)議棧如何實(shí)現(xiàn),然后實(shí)現(xiàn)了usb ohci協(xié)議。借助于aCoral里fat文件系統(tǒng),