深入理解嵌入式Linux设备驱动程序
嵌入式Linux下AD驱动程序的实现与应用
码 的操 作系 统 , 常加 载 于嵌 入 式仪表 设备 中 , 统 一 调 度完成 任 务 。L i n u x系统 内核 的可 裁剪性 、 源 代 码 的开放性 和 易移 植 性 , 使 其 广泛 应 用 于工 业 控 制、 信 息家 电 、 智能 仪表及 军 工设备 等领域 。
率 的 串行 A D转 换 器的 工 作 原 理 , 设计了 s 3 C 2 4 4 0和 A D S 8 3 4 4 E基 于 S P I 的 接 口 电路 , 论 述 了嵌 入 式 L i n u x下 的 A D S 8 3 4 4 E的 驱 动 程序 开 发 和 编 译 加 载 过 程 , 编 写 了相 应 的 驱 动 程 序 和 采 集 系统 的 测 试 程
序 。该 驱 动 已用 于 湿 气 流 量信 号采 集 系统 中 , 测 试 结 果表 明 : 驱动工作正常 , 各 通 道 的 采 样 结 果 正确 。
关 键 词 AD S 8 3 4 4 E AR M9 驱动程序 L i n u x操 作 系统 S P I
中 图分 类 号
T H 8 1 4
1 . 4 硬 件接 口
输方 式 的 1 6位 模数 转换 器 A D S 8 3 4 4 E进行 扩展 。
S P 1 是 由摩托 罗拉公 司开 发 的全 双 工 串行 同步通
信 协议 , 主设备 和从 设 备通 过 同步 通信 完 成 数 据
交换 。因其 时序结 构简单 、 传输 稳定 高效 , 在 数 字
高工 作频 率为 5 3 3 MH z , 可满足 嵌入式 仪表 设备 的 高性 能需求 。¥ 3 C 2 4 4 0芯片提 供 了丰 富 的 内部 资源 , 支持 J T A G仿真 器 调试 。处 理 器 支持 L i n u x 及 Wi n d o w s C E等 操作 系统 , 可扩展 能力 强 。嵌 入 式L i n u x 操 作 系统是一 种 稳定 、 高效 、 可 靠 的软 件 管 理 系统 , 可 进 行 多任 务 之 间 的调 度 和 管 理 。设
设备驱动程序在嵌入式Linux系统中的实现分析
1 引言
设备驱 动程 序是操 作系 统 内核 和机器硬 件之 间 的接 口 , 为应用 和设备 间 的软件层 , 作 为应用 程序屏 蔽 了硬 件 的细 节 。在 Lnx系统 中 , 件 设 备 只是 iu 硬
一
备 的操作 和控 制 , 须 分析 驱 动程 序 的结构 和 实 现 必
原理。
4 N G n Yi g
【bt c】 T ippr e r e t pr ne f egi i ri t bde L u s m a w l sh s A s at r h ae d c b em o ac o ds n g re e m e d i x yt , s e e ac s s i s h i t i n d v sn h e d n s e l t bi a
・
48 ・
第 1 ・ 2期 0卷 第
王莹 : 设备驱动程序 在嵌入式 Ln x系统 中的实现分析 iu
21 0 0年 4月
可 以分 为 5个部 分 :
件 f. s h里定 义 的 fe oeai s 构 , i — Drt n 结 l o 它包 含 一 系 列 函数指 针 , 这些 函数 指针指 向对设备 的各 种操 作 。
设备 。
2 设备驱动程序实现原理
设备 驱动程 序设计 是嵌 入式 Ln x开发 中重要 iu
பைடு நூலகம்
的部分 , 驱动程序是应用程序与硬件之间的一个中
间软件层 , 应该 为应用 程序展 现硬件 的所有 功能 , 不
2. 驱动程 序 的基 本结构 2
嵌 入式 Ln x 备 驱 动 程 序 都有 一 些 共 性 , iu 设 编 写所有类 型 的驱动 程序 都 是 通用 的 , 作 系统 提 供 操
嵌入式Linux下GPIO驱动程序的开发及应用
第28卷第4期增刊 2007年4月仪 器 仪 表 学 报Chinese Jour nal of Scientif ic InstrumentVol.28No.4Apr.2007 嵌入式L inux 下GPIO 驱动程序的开发及应用3何 泉,贺玉梅(北京化工大学信息科学与技术学院 北京 100029)摘 要:嵌入式Linux 是一种适用于嵌入式系统的源码开放的占先式实时多任务操作系统,是目前操作系统领域中的一个热点,其重点与难点是驱动程序的开发。
开发嵌人式Linux 下的设备驱动程序,可以更好地利用新硬件特性,提高系统访问硬件的效率,改善整个应用系统的性能。
驱动程序修改非常方便,使应用系统非常灵活。
本文简要论述了基于A TM E L 公司嵌入式ARM 处理器芯片的嵌入式Linux 的GP IO 驱动程序的开发原理及流程。
关键词:嵌入式Linux ;ARM ;驱动程序;设备文件;GPIOInvest igat ion an d a pplicat ion of GP IO dr iver in t he embedded L inuxHe Quan ,He YuMei(School of I nf orma tion Science and Tec hnology BU CT ,Beij ing 100029,China )Abstract :Embedded Linu x ,w hich i s a full y real 2time kernel and applicable to embedded syst ems ,has bec o me a hot s 2po t in t he do main of op erati ng system at present.It s out line and difficult y is to investigat e drivers.Developi ng device dri vers o n embedded Lin ux can help using t he new devices ,and imp rovi ng t he e fficiency of access to t he new devices and t he p erformance cap abilit y.As drivers can be changed easil y ,t he system is very convenient and flexi ble.Thi s p a 2p er simpl y point s o ut t he element s and flow of t he GPIO driver in t he embedded Linux based o n t he A RM proces sor of A TMEL system.Key words :embedded Li nux ;A RM ;driver ;device file ;GPIO 3基金项目国家自然科学基金(6)、北京化工大学青年教师自然科学研究基金(QN 58)资助项目1 引 言随着半导体技术的飞速发展,嵌入式产品已经广泛应用于军事、消费电子、网络通信、工业控制等各个领域,这是嵌入式系统发展的必然趋势。
《嵌入式Linux开发》课件
交叉编译工具链的安装
指导如何安装适用于目标板的交叉编译工具 链。
测试交叉编译环境
提供一种简单的方法来测试交叉编译环境是 否设置成功。
目标板与宿主机的连接方式
串口通信
介绍如何通过串口连接目标板和宿主机 ,以及串口通信的配置和常用命令。
USB连接
介绍如何通过USB连接目标板和宿主 机,以及USB通信的配置和常用命令
02
03
嵌入式系统
是一种专用的计算机系统 ,主要用于控制、监视或 帮助操作机器与设备。
特点
具有实时性、硬件可裁剪 、软件可定制、低功耗、 高可靠性等特点。
应用
汽车电子、智能家居、医 疗设备、工业自动化等领 域。
Linux作为嵌入式操作系统的优势
开源
Linux是开源的,可以免费使用和定制,降 低了开发成本。
路由与交换
介绍路由器和交换机的原理及在网 络中的作用。
03
02
IP地址
解释IP地址的分类、寻址方式以及子 网掩码的作用。
网络安全
简述常见的网络安全威胁和防范措 施。
04
TCP/IP协议栈简介
TCP/IP协议栈结构
详细描述TCP/IP协议栈的层次结构,包括应 用层、传输层、网络层和链路层。
IP协议
解释IP协议的核心功能,如地址解析、路由 选择等。
调试工具
介绍常用的调试工具,如gdbserver和gdb等,并说明如何使用这些 工具进行远程调试。
调试过程
详细描述调试过程,包括启动调试会话、设置断点、单步执行代码等 操作。
调试技巧与注意事项
提供调试过程中的一些技巧和注意事项,以提高调试效率和准确性。
03
嵌入式Linux系统开发基础
关于linuxmtd的理解
关于linuxmtd的理解MTD 设备是象闪存芯片、小型闪存卡、记忆棒等之类的设备,它们在嵌入式设备中的使用正在不断增长。
MTD 驱动程序是在 Linux 下专门为嵌入式环境开发的新的一类驱动程序。
相对于常规块设备驱动程序,使用 MTD 驱动程序的主要优点在于 MTD 驱动程序是专门为基于闪存的设备所设计的,所以它们通常有更好的支持、更好的管理和基于扇区的擦除和读写操作的更好的接口。
Linux 下的 MTD 驱动程序接口被划分为两类模块:用户模块和硬件模块。
MTD 驱动程序设置为了访问特定的闪存设备并将文件系统置于其上,需要将 MTD 子系统编译到内核中。
这包括选择适当的 MTD 硬件和用户模块。
当前,MTD 子系统支持为数众多的闪存设备― 并且有越来越多的驱动程序正被添加进来以用于不同的闪存芯片。
有两个流行的用户模块可启用对闪存的访问:MTD_CHAR 和MTD_BLOCK 。
MTD_CHAR 提供对闪存的原始字符访问,而 MTD_BLOCK 将闪存设计为可以在上面创建文件系统的常规块设备(象IDE 磁盘)。
与MTD_CHAR 关联的设备是/dev/mtd0、mtd1、mtd2(等等),而与MTD_BLOCK 关联的设备是/dev/mtdblock0、mtdblock1(等等)。
由于 MTD_BLOCK 设备提供象块设备那样的模拟,通常更可取的是在这个模拟基础上创建象 FTL 和 JFFS2 那样的文件系统。
为了进行这个操作,可能需要创建分区表将闪存设备分拆到引导装载程序节、内核节和文件系统节中。
Linux 中 MTD 子系统的主要目标是在系统的硬件驱动程序和上层,或用户模块之间提供通用接口。
硬件驱动程序不需要知道象JFFS2 和FTL 那样的用户模块使用的方法。
所有它们真正需要提供的就是一组对底层闪存系统进行 read 、 write 和 erase 操作的简单例程。
MTD 驱动程序是专门针对嵌入式Linux的一种驱动程序,相对于常规块设备驱动程序(比如PC中的IDE硬盘)而言,MTD驱动程序能更好的支持和管理闪存设备,因为它本身就是专为闪存设备而设计的。
嵌入式Linux系统下的USB驱动程序开发
程 中 的关键技 术 。
关键 词 : 嵌入 式 ; L i n u x ; U S B ; 驱动 开发 中图分 类号 : T P 3 1 6 文献标 识码 : A
De v e l o p me n t o f US B Dr i v e r Ba s e d o n Em b e d d e d Li n u x S y s t e m
L I C h u n - b o , C HE N We i - f e n g , L A I X u e - j i n
( C h e n g d u U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y , C h e n g d u 6 1 0 0 5 9 , C h i n a )
Abs t r a c t : The a p pl i c a t i o n s o f Emb e d de d L i n ux s y s t e m a r e mo r e a n d mo r e wi de l y , i t s f u n c t i o ns a r e a l s o mo r e a n d mo r e
H O S T) 、 U S B设 备 ( U S B D E V I C E) 、 U S B 集 线 器
哑 I … ● I _ l C 【 l h 】 i n 国 a I n 集 t e g r 成 a t e d 电 C i r 路 c u i t
————— 珏 斗 。 ]I
嵌入式 L i n u x系统下的 US B驱动程序开发
嵌入式linux驱动开发流程
三、设备的中断和轮询处理
对于不支持中断的设备,读写时需要轮询设备状态,以及是否需要继续进行数据传输。例如,打印机。如果设备支持中断,则可按照中断方式进行。
struct file_operations Key7279_fops =
{
.open = Key7279_Open,
.ioctl = Key7279_Ioctl,
.release = Key7279_Close,
.read = Key7279_Read,
};
1、 设备的打开和释放
模块在使用中断前要先请求一个中断通道(或者 IRQ中断请求),并在使用后释放它。通过request_irq()函数来注册中断,free_irq()函数来释放。
四、驱动程序的测试
对驱动程序的调试可以通过打印的方式来进行,就是通过在驱动程序中添加printk()打印函数,来跟踪驱动程序的执行过程,以此来判断问题。
◇ 设备的打开和释放。
ห้องสมุดไป่ตู้◇ 设备的读写操作。
◇ 设备的控制操作。
◇ 设备的中断和轮询处理。
Linux主要将设备分为三类:字符设备、块设备和网络设备。字符设备是指发送和接收数据以字符的形式进行,没有缓冲区的设备;块设备是指发送和接收数据以整个数据缓冲区的形式进行的设备;网络设备是指网络设备访问的BSD socket 接口。下面以字符设备为例,写出其驱动编写框架:
二、 构造file_operations结构中要用到的各个成员函数
Linux操作系统将所有的设备都看成文件,以操作文件的方式访问设备。应用程序不能直接操作硬件,使用统一的接口函数调用硬件驱动程序,这组接口被成为系统调用。每个系统调用中都有一个与之对应的函数(open、release、read、write、ioctl等),在字符驱动程序中,这些函数集合在一个file_operations类型的数据结构中。以一个键盘驱动程序为例:
嵌入式Linux设备驱动程序开发指南(原书第2版)
orm.c
5.20
2
ledRGB_sam_
class_platf
orm.ko演示
3 5.21用户态中
的平台设备驱 动
4
5.22用户定义 的I/O:UIO
5 5.23实验5-4:
“LED UIO平 台”模块
5.25代码清单5-5: UIO_app.c
5.24代码清单5-4: led_sam_UIO_plat
7.12
1
int_imx_key
_wait.ko演示
2
7.13内核线程
3 7.14实验7-3:
“keyled类” 模块
4 7.15代码清单
7-3: keyled_imx_ class.c
5 7.16
keyled_imx_ class.ko演示
8.1查询ARM的MMU转 换表
8.2 Linux地址的类 型
7.5代码清单7-1: int_imx_key.c
7.4实验7-1:“按 钮中断设备”模块
7.6 int_imx_key.ko演
示
1
7.7延迟工作
2
7.8内核中的 锁
3
7.9内核中的 睡眠
4 7.10实验7-2:
“睡眠设备” 模块
5 7.11代码清单
7-2: int_imx_key _wait.c
imx_with_pa
rameters.c
5
3.8 helloworld_
imx_with_pa
rameters.ko
演示
3.10代码清单3-4: helloworld_imx_w
ith_timing.c
3.9实验3-3: “helloworld计时”
嵌入式Linux按键驱动程序开发
备包括 鼠标 、键盘 、串行 口等。 块设备 的读写都 由缓 存来支持 ,并且块 设备 必须能够随机存取(adm acs) r o ces ,是指那些在输 n 入输 出时数据处理 以块 为单位 的设 备 ,其采用 了 缓冲技术 ,支持数据 的随机读 写 ,系统可 以通 过
d、 e幽Vr udr I) ddIn) s i usd t a x p ekyor vr n m i ds r ei r c es ne el de u s s h Je姗 l0 t eba Ie 1 j c dc e i 1 e fh d e ads ep 吨dc e e 0 v 0 a
电子科技 2 o o 8年第 2 卷 第 1 1 2期
嵌 入 式 Ln x按 键 驱 动 程序 开 发 iu
杨俊成 ,于德 海 ,李艳波
( 长春工业 大学 计算机科学 与工 程学院 ,吉林 长春
摘 要
10 1 ) 3 0 2
文 中主要 阐述 了 L u i x驱动程序 的基 本概 念 以及字符设备 、块设备 和网络设备的特点 。通指存 取时没有缓 存 的设 备。因此 在对字符设备发 出读/ 写请求 时,实际的硬件 I0 / /
一
1 设备驱动程序概 述
1 1 设 备驱 动 程序 的概 念 .
般就紧接着发生了。字符设备是 Lnx i 设备中最 u
简单的一种 ,应 用程序可 以用 与存取文件 相 同的
Lnx系 统 的设 备 分 为字 符设 备 (hrdvc) iu ca ei 、 e
硬件进行嵌入式系统的开发 ,很大的工作量是为各 种设备编写驱动程序。键盘设备在嵌人式系统 中应 用的非常广泛,分析驱动程序的原理和编写相应 的
Linux设备驱动程序原理及框架内核模块入门篇精品PPT课件
内核模块介绍
内核模块
可安装模块是可以在系统运行时动态地安装和 卸载的内核软件。严格来说,这种软件的作用 并不限于设备驱动,例如有些文件系统就是以 可安装模块的形式实现的。但是,另一方面, 它主要用来实现设备驱动程序或者与设备驱动 密切相关的部分(如文件系统等)。
课程内容
内核模块介绍 应用层加载模块操作过程 内核如何支持可安装模块 内核提供的接口及作用 模块实例
内核模块
应用层加载模块操作过程
内核引导的过程中,会识别出所有已经安装的硬件设备,并 且创建好该系统中的硬件设备的列表树:/sys 文件系统。 (udev 服务就是通过读取该文件系统内容来创建必要的设备 文件的。)。根据 /sys 文件系统,内核读取 modules.alias 文件(位于 /lib/modules/2.6.5-1.358/ 目录下,2.6.5-1 为内 核版本号,请替换为你的系统版本号),找到对应的模块, 加载。我们可以看到 modules.alias 文件中都是类似如下的 行:
Linux设备驱动程序原理及框架
内核模块入门篇
课程内容
内核模块介绍 应用层加载模块操作过程 内核如何支持可安装模块 内核提供的接口及作用 模块实例
内核模块介绍
内核模块
Linux采用的是整体式的内核结构,这种结构 的内核一般不能动态的增加新的功能。为此, Linux提供了一种全新的机制,叫(可安装) “模块”(module)。利用这个机制,可以 根据需要,在不必对内核重新编译链接的条件 下,将可安装模块动态的插入运行中的内核, 成为内核的一个有机组成部分;或者从内核移 走已经安装的模块。正是这种机制,使得内核 的内存映像保持最小,但却具有很大的灵活性 和可扩充性。
/* Member of list of modules */ struct list_head list;
浅谈嵌入式Linux系统设备驱动的开发与设计
&I rv Od i
irt fe) ( { r t( E N_ E T“O r e gs ralr!) } pi kK R AL R I di r e ie i e” n v r t fu
设 备 驱 动 程 序 在 Ln x内核 中 占 有 极 其 重 要 的 位 置 , iu 它是 内核用 于完 成对 物理 设 备 的控制 操作 的 功能 模块 。
对设备 的请求 能满足用 户的要求 。 就返 回请求 的数据 ; 否
则。 就调用请 求 函数 来进行 实际 的 I 操作 。网络设 备可 / O 以通 过 B D套接 口访问数据 。所 有嵌入式 Ln x设备驱 S iu 动程 序都有一 些共性 ,是编写 所有类 型 的驱动程 序都通 用 的 , 作系统提供 给驱动 程序 的支持也大致 相 同。 操 这些
I fr a in T c n l g ・ 息技 术 ・ 硬件 n om to e h oo y 信 软
浅谈 嵌 入 式 Ln x系统 设 备 驱 动 的 iu 开发 与设 计
张 玲 玲
( 大庆油 田有 限责任公 司第十采油厂信 息 中心 黑龙 江大庆 16 0 ) 64 5
【 摘
要 】 主要 阐述 了嵌 入式 L u 设备 驱动程 序的概念 , ix n 归纳 嵌入式 L u 设备驱 动程序 的共 性 。 ix n 探讨嵌 入式 L u ix n
【 ew r e bde s m lu;ei i r e e Ky od m edd yt ;nxdv dv ; r l s】 se i e c re, n k
嵌入式Linux操作系统设备驱动程序设计与实现
t w i ) t c fe ,c n t h r s e t o _ ; ( r e( r t l t s u o s ca i — ,l f t) i z f
it e d isrc o e , s u t l* v i ,fl i t; n( a dr tu tn d 十 t c e , od i l r ) r i r f i d
摘要 :主要 阐述 了嵌入 式 L u i x设备 驱动 程序 的概 念 ,归纳嵌 入式 L u n i x设备 驱动程 序 的共 性 , 讨嵌入 式 L u n 探 i x设备 n 驱 动程序 具 体 开发 流程 以及驱 动程 序的 关键 代码 ,总结嵌入 式 L u 设 备驱 动程 序 开发 的主 导思 想。 ix n 关键 词 :嵌入 式 系统 ;Ln x i ;设 备 驱动程 序 ;内核 u
l f t l ek( rcfe,l ft n) o t ( l e) t t l s su o i f ,it ;
_
sie t ra ) t c fe ,c a ,s et o c sz ( e d( r t l s u h r i ,1 _; i z )
_
s ie sz
i (s eO sutnd t cfe ,i ,sl tal ) n e c (rcioe ,sut l t l t r n e c be ; i t e t
i (i t) t c i d t c fe ,u s n d i ,u s e n o 1( r t n e ,s u ti n i e t n i d t c su o r l g n n g i) n; t
{ a : 1 die ra , r d r r ed e 0 v_
wr e I rv r wrt , i : Od ie t ie
嵌入式Linux网络编程和嵌入式Linux设备驱动开发
结构字段常见值:sa_family:
(2)数据存储优先顺序
两种字节顺序:高位字节优先和低位字节优先,四个函数:htons,
ntohs,htonl,ntohl,分别实现网络字节序和主机字节序的转化, h—host, n—network, s—short, l--long
(3)地址格式转化
(4)名字地址转化
实现主机名和IP地址的转化,gethostbyname,gethostbyaddr,
getaddrinfo.实现IPv4和IPv6的地址好主机名之间的转化, gethostbyname是将主机名转化为IP地址,gethostbyaddr把IP地 址转化为主机名,getaddrinfo可自动识别IPv4和IPv6的地址。
3、设备驱动程序的主要组成 (1)设备注册:register_chrdev,调用该函数后向系统申请主设
备号,调用成功,设备名会出现在/proc/devices文件里。 关闭设备时,要解除设备注册unregister_chrdev (2)打开设备open主要完成: 递增计数器(用于设备计数,设备可能会被打开多次,可能由不 同进程打开,若想关闭此设备,就要保证其他进程或设备没有 使用该设备,用计数器实现此功能管理,有三个宏来实现操作)、 检查特殊设备的特殊情况、初始化设备、识别次设备号。 (3)释放设备release,与关闭设备不同,主要完成: 递减计数器和最后一次释放设备操作时关闭设备 (4)读写设备read write,即把内核空间的数据复制到用户空间, 或相反的操作。注意:用户空间的内存是可以被换出的,可能 出项页面失效,不能用memcpy函数,要用copy_to_user (5)获取内存:在设备驱动程序中动态开辟内存有两类:基于内 存地址(kmalloc返回物理地址),基于页面(3个函数) (6)打印信息:内核空间printk,不能用printf 4、proc文件系统:是内核和内核模块向进程发送信息的机制,让 用户可以与内核内部数据结构进行交互,获取进程的有用信息 p363 LCD驱动编写实例。
原子嵌入式linux驱动开发详解
原子嵌入式linux驱动开发详解原子嵌入式Linux驱动开发详解:Linux操作系统一直都是工业控制、物联网、安防等领域中嵌入式设备的首选操作系统。
Linux系统的优良特性使其成为用户和开发者的首选,而Linux内核驱动则是面向嵌入式应用领域核心技术之一。
它是嵌入式设备在硬件及软件之间接口的重要组成部分。
本文将详细介绍使用原子嵌入式Linux驱动进行嵌入式设备驱动的开发,并且介绍使用原子嵌入式Linux驱动实现并行的多线程驱动。
一、嵌入式设备驱动的基本原理:所谓嵌入式设备驱动,就是处理器与外部设备之间进行数据传递的程序,将设备中的信息读取到处理器中,或将处理器中的信息发送至设备中。
嵌入式设备驱动的核心逻辑是控制输入输出模块,以完成外部信息的读取和发送任务。
在Linux系统下,设备驱动一般以内核模块存在,片上驱动是一个相对独立的模块,不妨做一番详细的介绍。
二、原子嵌入式Linux驱动的使用:原子嵌入式Linux驱动根据功能的不同划分成了两类,即原子操作和读写自旋锁。
这两类驱动的使用方法不同,且有自己的特殊应用场景。
1、原子操作:在多线程的情况下,通过锁来保证同一时间只能有一个线程操作共享资源是一种常见的方法。
原子操作则是一种替代锁的方式,在多线程操作共享资源的情况下采用原子操作方式相对于锁来说会更加高效。
原子操作是一种特殊的指令操作,执行完原子操作之后,CPU不允许其他线程读写该地址的值,因此可以避免竞争。
下面是一个使用原子操作的例子:radio_chan = atomic_read(&radio->chan);digital_chan =atomic_read(&radio->digital_chan);radio_write_register(radio, 0x0011, 2,&radio_chan);radio_write_register(radio, 0x5111, 2,&digital_chan);在上述代码中,使用了atomic_read来获得变量radio_chan和digital_chan的值,这两个变量是共享资源,这里使用原子操作来避免竞争和冲突。
嵌入式Linux下USB摄像头驱动程序开发
嵌入式Linux下USB摄像头驱动程序开发摘要:介绍了嵌入式Linux系统中USB设备驱动程序开发的基本原理,通过分析USB驱动程序开发的程序框架和重要数据结构,实现了USB摄像头的嵌入式Linux驱动程序,并在S3C2440的平台上实现了图像采集。
关键词:嵌入式Linux;驱动程序;USB摄像头0引言在我们今天的生活中,摄像头广泛应用于视频聊天以及视频实时监控中。
世面上摄像头种类繁多,其中USB接口的摄像头价格便宜,性能也很高,因而更适宜推广使用。
主控和传感芯片是摄像头的重要部件。
主控芯片负责图像采集、压缩以及与主机进行信息传递。
通过摄像头进行图像采集,同时摄像头与嵌入式模块连接,通过嵌入式模块上的无线网卡把采集的图像发送出去。
嵌入式模块上使用的是Linux系统,嵌入式Linux系统的源代码方便开发,内核运行稳定并具有可裁减性,对大多数硬件都可以支持,是嵌入式系统领域最重要的操作系统。
本文重点分析了USB摄像头驱动模块的整体结构及驱动程序的实现。
1Linux设备驱动的基本概念设备驱动程序是一种可以使计算机和设备进行通信的特殊程序,可以说相当于硬件的接口,操作系统只有通过这个接口,才能控制硬件设备的工作,假如某设备的驱动程序未能正确安装,便不能正常工作。
应用程序把硬件设备看作是一个设备文件,这样它对硬件设备进行操作就可以像操作普通文件一样。
设备驱动程序被看作是内核的构成部分,其完成的功能有:设备的初始化和释放、数据从内核到硬件、从硬件读取数据、接收应用程序传送给设备文件的数据,返回其请求的数据。
Linux内核对外围设备控制操作是通过驱动程序来完成,所以每个设备都需要有驱动程序,否则设备将无法正常工作。
4结语对中国象棋的文化底蕴进行研究,设计并制作象棋多媒体学习软件,内容涉及象棋文化、口诀、技巧、各棋子基本走法、经典棋局、大师风采等方面,能够丰富人们的精神生活,普及传统文化,发扬中华文明。
象棋多媒体学习软件界面美观,多种媒体效果丰富,交互性强,内容易扩充。
《嵌入式Linux驱动程序》PDF
《嵌入式Linux驱动程序》PDFThe success's road嵌入式Linux驱动程序设计/doc/744669185.html,远见品质今天的内容v Linux驱动程序和应用程序的区别 v 嵌入式Linux驱动程序特点v 高效的嵌入式Linux内核和驱动程序开发 v 嵌入式Linux内核开发工具远见品质驱动程序对比应用程序v 应用程序是一个进程编程从主函数main()开始主函数main()返回即是进程结束v 驱动程序是一系列内核函数驱动程序向内核添加了一些函数,是内核的一部分üOpen() üRelease() üRead() üWrite() 这些函数由内核在适当的时候来调用这些函数可以用来完成硬件访问等操作远见品质Linux驱动程序介绍v 驱动程序的分类 v 设备驱动程序分字符设备块设备网络接口另外有一些设备驱动比较特殊,比如ip forwarding accelerator, cypher coprocessor, realtime extend hardware远见品质Linux驱动程序介绍(2)v 嵌入式Linux驱动已经支持的设备门类齐全,已成为linux相对其他嵌入式操作系统的一大优势工业控制常用的串口,并口人机输入设备鼠标,键盘,触摸屏彩色,黑白液晶显示输出远见品质Linux驱动程序介绍(3)v 嵌入式Linux驱动包含了完善的基础设施,这是Linux另一大优势网络的完善支持包括ü TCP/UDP/IP ü Firewall ü WLAN ü IP forwarding,IPSEC,VPN USB主机和设备的全面支持,包括ü USB Hard Disk,Flash Disk ü USB Camera ü USB 网卡ü USB HID 支持各种标准总线和I/O规范远见品质Linux驱动程序介绍(4)v 嵌入式Linux支持非常多的文件系统DOS/Windows兼容的vfat,NTFS Linux自有的ext2,ext3文件系统强大的企业级文件系统XFS,ReiserFS 针对嵌入式FLASH存储器设计的JFFS2/YAFFS2文件系统可堆叠统一化文件系统的UNIONFS cryptfs gzipfs 实现 Compression/Cipher on the Fly远见品质Linux驱动程序介绍(5)v 嵌入式Linux支持丰富的音频和视频硬件,以及各种流行的codec,包括mpeg4,wmv9,realvideo. v 嵌入式Linux支持图形硬件加速,可以充分利用图形硬件的强大功能 v 嵌入式Linux的驱动/图形库有DirectFB OpenGL ES Simple DirectMedia Layer QT-embedded GTK+ 2.0远见品质驱动程序的作用v 从传统嵌入式开发角度来看,Linux驱动程序是直接操控硬件的软件直接读写硬件寄存器,控制硬件操作设备缓冲区数据读写存储介质,比如flash或硬盘操作输出设备和执行机,例如打印,开关门襟等等远见品质驱动程序的作用(2)v 从应用软件编写人员来看,Linux驱动程序提供软件访问硬件的机制应用软件通过驱动程序安全高效的访问硬件驱动程序文件节点可以方便的提供访问权限控制驱动程序作为一个隔离的中间层软件,将底层细节隐藏起来,提高了软件的可移植性和可重用性接口鲜明的Linux 驱动程序便于将软件划分开, 并隔离有缺陷的代码,对于项目的管理有积极贡献远见品质访问Linux设备驱动的方法v 设备提供dev文件系统节点和proc文件系统节点 v 应用程序通过dev文件节点访问驱动程序字符型驱动一般通过标准的文件I/O访问块设备在上层加载文件系统,比如以FAT32 的形式访问网络设备通过SOCKET来访问v 应用程序通过proc文件节点可以查询设备驱动的信息远见品质驱动程序在哪儿v 驱动程序位于内核源代码的drivers目录下,按照层次结构分门别类放置v 驱动程序占kernel源代码超过50%. v 开发完毕的驱动程序,放置在/lib/modules/kernel-version里远见品质嵌入式Linux驱动程序特点v 嵌入式Linux驱动程序需求多样嵌入式设备硬件各异嵌入式处理器往往资源有限,比如处理速度, 存储器容量,总线带宽,电池容量等v 开发团队面临上市时间的压力v 开发驱动程序需要专业知识,包括硬件和软件的远见品质典型的嵌入式设备框图远见品质典型的嵌入式设备框图v Intel PXA远见品质嵌入式Linux驱动程序特点(2)v 嵌入式系统硬件还在不停的更新进步v 国际上嵌入式芯片提供商如intel, samsung,freescale,TI,ST 每年都有新品推出v Linux对于ARM,PPC/PPC64, MIPS/MIPS64,x86都有很好的支持v 芯片花样繁多的功能总是需要相应的驱动程序远见品质Linux驱动程序开发流程v 熟悉设备的特性 v 确定设备驱动程序是哪一类 v 编写测试用例 v 搜集可重用的代码 v 编写自己的驱动程序代码 v 调试,编码,测试远见品质Linux驱动程序的开发环境v 本机编译调试开发环境配置简单无需网络环境适用于配置较高的x86机器v 主机+目标机主机可以自由选择Linux或Windows+Cygwin 主机和目标机通过网络共享文件系统内核崩溃不会影响主机远见品质Linux驱动程序的开发环境v 主机+目标机环境包括主机运行的工具链:cross gcc + glibc + gdb, 如果是windows主机还要有cygwin仿真环境主机运行远程服务,常用的有tftp用来传送内核映像,initrd,nfs用来共享文件系统目标机运行ssh或telnet等远程登陆服务,用来调试驱动程序。
嵌入式Linux系统下I2C设备驱动程序的开发
嵌入式Linux系统下I2C设备驱动程序的开发【摘要】 I2C总线是一种很通用的总线,具有简单、高效等特点,广泛应用在各种消费类电子产品及音视频设备上,在嵌入式系统的开发中也经常用到。
本文分析了嵌入式 linux系统中I2C驱动程序的结构,并结合一个具体的I2C 时钟芯片DS1307,说明在嵌入式linux系统下开发I2C设备驱动程序的一般流程。
【关键字】I2C总线嵌入式linux 驱动开发1、I2C总线简介I2C (Inter-Integrated Circuit)总线是一种由PHILIPS公司开发的两线式串行总线,用于连接微控制器及其外围设备。
I2C总线最主要的优点就是简单性和有效性。
1.1 I2C总线工作原理I2C总线是由数据线SDA和时钟SCL构成的串行总线,各种被控制器件均并联在这条总线上,每个器件都有一个唯一的地址识别,可以作为总线上的一个发送器件或接收器件(具体由器件的功能决定) [1]。
I2C总线的接口电路结构如图1所示。
图1 I2C总线接口电路[1]1.2 I2C总线的几种信号状态[1]1. 空闲状态:SDA和SCL都为高电平。
2. 开始条件(S):SCL为高电平时,SDA由高电平向低电平跳变,开始传送数据。
3. 结束条件(P):SCL为低电平时,SDA由低电平向高电平跳变,结束传送数据。
4. 数据有效:在SCL的高电平期间, SDA保持稳定,数据有效。
SDA的改变只能发生在SCL的底电平期间。
5. ACK信号: 数据传输的过程中,接收器件每接收一个字节数据要产生一个ACK信号,向发送器件发出特定的低电平脉冲,表示已经收到数据。
1.3 I2C总线基本操作I2C总线必须由主器件(通常为微控制器)控制,主器件产生串行时钟(SCL),同时控制总线的传输方向,并产生开始和停止条件。
数据传输中,首先主器件产生开始条件,随后是器件的控制字节(前七位是从器件的地址,最后一位为读写位)。
接下来是读写操作的数据,以及 ACK响应信号。
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9 嵌入式Linux LCD屏驱动程序设计
9.2.1 TFT LCD屏的显示原理
1
9.2.2 S3C2440 LCD控制器TFT
LCD的控制时序分析
2
9.2.3 S3C2440 LCD控制器显示
9.2 LCD屏硬件原理及驱动
3
的数据格式程序设计9.2.源自 S3C2440 LCD控制器的显
示数据流程
7.4 嵌入式Linux设备驱动中的异步通知编程
7 嵌入式Linux设备驱动开发的核心技术
1
7.5.1 概述
7.5.2 Linux设备驱动轮询操作 2 的工作原理及源码分析 7.5 嵌入式Linux设备驱动中 的轮询操作 7.5.3 Linux轮询操作的应用层 3 编程
7.5.4 Linux轮询操作的驱动层 4 编程
13 嵌入式Linux I^2C总线驱动程序设计
13.1 I^2C总线概述
13.2 S3C2440 I^2C总线控制器的 硬件工作原理
13.3 S3C2440 I^2C控制器的硬件 编程
13.4 嵌入式Linux I^2C总线驱动架 构
13.5 嵌入式Linux I^2C总线驱动源 码的组织
13.6 嵌入式Linux I^2C总线控制器 驱动的程序设计及源码分析
5.2.5 嵌入式 Linux字符设备 驱动程序设计实 例
6 嵌入式Linux系统的内存
06 管理
6 嵌入式Linux系统的内存管理
6.1 虚拟地址和物理地址概述
6.2 虚拟地址到物理地址转换的基本 原理
6.4 Linux内核中内存分配和释放函 数的用法
6.3 基于ARM S3C2440的GPIO 端口地址映射实验
13.3.1 初始化S3C2440 I^2C主控制器
13.3.2 I^2C总线 写AT24C02操作
13.3.3 I^2C总线 读AT24C02操作
13 嵌入 式Linux I^2C总线 驱动程序 设计
13.4 嵌入式Linux I^2C总线 驱动架构
13.4.1 I^2C体 系架构的硬件实体
6.3.1 问题描述 6.3.2 分析与思路
7 嵌入式Linux设备驱动开
07 发的核心技术
7 嵌入式Linux设备驱动开发的核心技术
7.1 嵌入式Linux中断处理和定时 器
7.2 嵌入式Linux设备驱动程序中 的并发及并发控制
7.3 嵌入式Linux设备驱动中 的阻塞与非阻塞
7.4 嵌入式Linux设备驱动中的异 步通知编程
2.4 安装VMware tools 工具软件
2.6 设置软件源服务器
2 嵌入式Linux设备驱动程序开发环境的构建
2.7 安装libncurses5dev软件包
2.8 安装交叉编译器 arm-linux-gcc
3 嵌入式Linux内核的裁剪
03 与编译
3 嵌入式Linux内核的裁剪与编译
3.1 嵌入式 Linux内核的本质
9 嵌入式Linux LCD屏驱
09 动程序设计
9 嵌入式Linux LCD屏驱动程序设计
9.1 LCD屏的 工作原理概述
9.2 LCD屏硬件 原理及驱动程序设
计
9.5 嵌入式Linux LCD屏驱动的移植
9.3 嵌入式Linux LCD屏驱动程序框
架
9.4 嵌入式Linux LCD屏驱动源码分
12.1 Nand FLASH芯片硬件 及接口介绍
A
12.1.1 Nand FLASH存储空间的组
织
12.1.2 Nand FLASH的硬件接口及
读写操作时序
B
C
12.1.3 S3C2440对 Nand FLASH芯片的
访问
12 嵌入式 Linux Nand FLASH驱动 程序设计
4
9.2.5 VBPD、VFPD、VSPW和
5
HBPD、HFPD、HSPW的设置
9.4.1 S3c2410fb.c源码分 析
9.4.3 Probe函数处理流 程及源码分析
9.4.2 LCD屏Linux驱动主 要数据结构
9.4.4 Fbmem.c源码分析
9 嵌入式Linux LCD屏驱动程序设计
9.4 嵌入式Linux LCD屏驱动源码分析
4.2.3 start.s源码文件分析
3
4.2.4 board.c源码文件分析 4
5 嵌入式Linux内核模块与
05 字符设备驱动
5 嵌入式Linux内核模块与字符设备驱动
5.1 嵌入式Linux内核模 块
5.2 嵌入式Linux字符设 备驱动
5 嵌入式 Linux内核 模块与字 符设备驱 动
11 嵌入式Linux MTD子系统与FLASH驱动程序设计
11.1 MTD子系统概 述
11.2 Linux中Nor FLASH驱动的源码分析
11.3 MTD子系统的 源码分析
11.4 Nor FLASH芯 片手册解读
11.3.1 MTD子系统 源码组织
11.3.2 MTD子系统 主要数据的结构分析
13 嵌入式Linux I^2C总线驱动程序设计
01
02
13.7 嵌入式Linux I^2C设备驱动程序的
设计及源码分析
13.8 应用程序通过 I^2C设备驱动写
AT 2 4 C 0 2 一 个 字 节 的 流 程
13 嵌入 式Linux I^2C总线 驱动程序 设计
13.3 S3C2440 I^2C控制器 的硬件编程
7 嵌入式Linux设备驱动开发的核心技术
7.2.2 嵌入式 Linux设备驱动程序 中的并发控制方式
7.2.1 并发的 概念
7.2.3 信号量 与自旋锁的使用
场景
7.2 嵌入式Linux设备驱动程 序中的并发及并发控制
7 嵌入式Linux设备驱动开发的核心技术
7.3.1 概 述
7.3.2 Linux设备 驱动程序中阻塞的工
01
10.4.1 Linux触摸设备驱动的处 理流程
02
10.4.2 触摸屏驱动模块的初始 化函数s3c2410ts_init
03
10.4.3 笔针按下中断服务处理 程序stylus_updown
10 嵌入式Linux触摸屏驱动程序设计
10.5.1 Linux输入子系统的主要数
10 嵌入 式Linux触 摸屏驱动 程序设计
10.2 S3C2440触摸屏接口及 硬件驱动程序设计
10.2.1 S3C2440触摸屏控
制器接口
01
02
10.2.2 S3C2440裸机下触 摸屏控制器的接口
编程
10 嵌入 式Linux触 摸屏驱动 程序设计
10.4 嵌入式Linux触摸屏驱 动的源码分析
2020
深入理解嵌入式Linux设 备驱动程序
演讲人
2 0 2 5 - 11 - 11
1 嵌入式ARM系统开发基
01 础
1 嵌入式ARM系统开发基础
1.3 嵌入式ARM 系统的中断系统
1.4 按键中断实 验
1.2 嵌入式ARM系 统的启动代码分析
1.1 嵌入式ARM 系统开发概述
B A
C
D
1.1.1 ARM系统可执行映 像文件格式
10 嵌入式Linux触摸屏驱
10 动程序设计
10 嵌入式Linux触摸屏驱动程序设计
10.1 触摸屏工作原理概述
10.2 S3C2440触摸屏接口及硬件驱 动程序设计
10.3 嵌入式Linux触摸屏驱动程序框 架
10.4 嵌入式Linux触摸屏驱动的源码 分析
10.5 嵌入式Linux输入子系统的工作 原理及实现机制
12.3 应用程序对Nand FLASH设备的读/写操作
A
12.3.1 MTD字符设 备写Nand FLASH的
操作分析
12.3.2 s3c2440_nand_hwc
ontrol函数
B
C
12.3.3 nand_command函
数
13 嵌入式Linux I^2C总线
13 驱动程序设计
4.1.2 嵌入式Linux 中为什么要有 BootLoader
B
C
4.1.3 BootLoader 的功能和选择
4 嵌入式系统BootLoader代码分析与移植
4.2.1 u-boot源码文件的组成及
1
配置编译
4.2.2 u-boot的执行过程及Linux
内核加载流程
2
4.2 u-boot源码分析
12.2 嵌入式Linux下Nand FLASH驱动分析
1
12.2.1 Nand FLASH驱动源 码组织
2
12.2.2 Nand FLASH驱动架 构
3
12.2.3 Nand FLASH相关操 作流程
4
12.2.4 s3c24xx_nand_probe 函数分析
12 嵌入式 Linux Nand FLASH驱动 程序设计
1.1.3 加载地址和运行地 址
1.1.2 ARM开发调试工具
1 嵌入式ARM系统开发基础
1.1 嵌入式ARM系统开发概述
1.2.1 ARM上电启动概述
1.2.2 ARM上电初始化启 动代码分析
1 嵌入式ARM系统开发基础
1.2 嵌入式ARM系统的启动代码分析
1 嵌入式ARM系 统开发基础
1.3 嵌入式ARM系统的中断 系统
作原理
7.3.3 进程阻塞访 问设备的基本原理
7.3.4 Linux设备 驱动程序中的阻塞编
程
7.3 嵌入式Linux设备驱动中 的阻塞与非阻塞