基于Linux 2.6的嵌入式ASoC架构音频驱动研究与实现

基于Linux 2.6的嵌入式ASoC架构音频驱动研究与实现
基于Linux 2.6的嵌入式ASoC架构音频驱动研究与实现

嵌入式Linux应用软件开发流程

从软件工程的角度来说,嵌入式应用软件也有一定的生命周期,如要进行需求分析、系统设计、代码编写、调试和维护等工作,软件工程的许多理论对它也是适用的。 但和其他通用软件相比,它的开发有许多独特之处: ·在需求分析时,必须考虑硬件性能的影响,具体功能必须考虑由何种硬件实现。 ·在系统设计阶段,重点考虑的是任务的划分及其接口,而不是模块的划分。模块划分则放在了任务的设计阶段。 ·在调试时采用交叉调试方式。 ·软件调试完毕固化到嵌入式系统中后,它的后期维护工作较少。 下面主要介绍分析和设计阶段的步骤与原则: 1、需求分析 对需求加以分析产生需求说明,需求说明过程给出系统功能需求,它包括:·系统所有实现的功能 ·系统的输入、输出 ·系统的外部接口需求(如用户界面) ·它的性能以及诸如文件/数据库安全等其他要求 在实时系统中,常用状态变迁图来描述系统。在设计状态图时,应对系统运行过程进行详细考虑,尽量在状态图中列出所有系统状态,包括许多用户无需知道的内部状态,对许多异常也应有相应处理。 此外,应清楚地说明人机接口,即操作员与系统间地相互作用。对于比较复杂地系统,形成一本操作手册是必要的,为用户提供使用该系统的操作步骤。为使系统说明更清楚,可以将状态变迁图与操作手册脚本结合起来。

在对需求进行分析,了解系统所要实现的功能的基础上,系统开发选用何种硬件、软件平台就可以确定了。 对于硬件平台,要考虑的是微处理器的处理速度、内存空间的大小、外部扩展设备是否满足功能要求等。如微处理器对外部事件的响应速度是否满足系统的实时性要求,它的稳定性如何,内存空间是否满足操作系统及应用软件的运行要求,对于要求网络功能的系统,是否扩展有以太网接口等。 对于软件平台而言,操作系统是否支持实时性及支持的程度、对多任务的管理能力是否支持前面选中的微处理器、网络功能是否满足系统要求以及开发环境是否完善等都是必须考虑的。 当然,不管选用何种软硬件平台,成本因素都是要考虑的,嵌入式Linux 正是在这方面具有突出的优势。 2、任务和模块划分 在进行需求分析和明确系统功能后,就可以对系统进行任务划分。任务是代码运行的一个映象,是无限循环的一段代码。从系统的角度来看,任务是嵌入式系统中竞争系统资源的最小运行单元,任务可以使用或等待CPU、I/O设备和内存空间等系统资源。 在设计一个较为复杂的多任务应用系统时,进行合理的任务划分对系统的运行效率、实时性和吞吐量影响都极大。任务分解过细会不断地在各任务之间切换,而任务之间的通信量也会很大,这样将会大大地增加系统的开销,影响系统的效率。而任务分解过粗、不够彻底又会造成原本可以并行的操作只能按顺序串行执行,从而影响系统的吞吐量。为了达到系统效率和吞吐量之间的平衡折中,在划分任务时应在数据流图的基础上,遵循下列步骤和原则:

Linux网络设备驱动开发实验

实验三:Linux网络设备驱动开发实验 一、实验目的 读懂linux网络设备驱动程序例子,并且实际加载驱动程序,加载进操作系统以后,会随着上层应用程序的触发而执行相应动作,具体执行的动作可以通过代码进行改变。 ●读懂源码及makefile ●编译驱动程序 ●加载 ●多种形式触发动作 二、预备知识 熟悉linux驱动基本原理,能读懂简单的makefile。 三、实验预计时间 80-120分钟左右 四、驱动程序部分具体步骤 要求读懂一个最简单的驱动程序,在驱动程序的诸如“xxx_open”、“xxx_read”等标准接口里面加入打印语句。可参考多模式教学网上的驱动样例。 五、用于触发驱动动作的应用程序及命令 驱动程序就是以静态的标准接口库函数形式存在,网络设备驱动会受到两大类情况的触发,一种是linux里面的控制台里面的命令,另一种是套接口应用程序,首先要搞清都有哪些具体的命令和应用程序流程,应用程序参考多模式教学网的例子。 六、运行测试 提示:需要将驱动程序以dll加载进系统中,并且触发应用程序调用各种文件操作的接口函数,使得驱动有所动作,打印出相关信息。 1.编译驱动: cd /某某目录/vnetdev/ make clean make 2.加载驱动与打开网卡: insmod netdrv.ko

ifconfig vnet0 up 3.运行应用程序 ../raw 4.通过命令“修改网卡MTU”触发驱动执行动作: ifconfig vnet0 mtu 1222 5.显示内核打印: cat /var/log/messages 6.卸载: ifconfig vnet0 down rmmod netdrv.ko 7.修改代码中的某些函数中的打印信息,重新试验上述流程。 至此大家都应该真正理解和掌握了驱动程序-操作系统-应用程序的三者联动机制。 七、实验结果 由图可知能正常加载网卡驱动,并且能够打印调试信息。

嵌入式linux基本操作实验一的实验报告

实验一linux基本操作实验的实验报告 一实验目的 1、熟悉嵌入式开发平台部件,了解宿主机/目标机开发模式; 2、熟悉和掌握常用Linux的命令和工具。 二实验步骤 1、连接主机和目标板;(三根线,网线直接连接实验箱和PC机,实验箱UART2连接主机的UART口)。 2、Linux命令的熟悉与操作 PC端:在PC机的桌面上打开虚拟机,并启动Linux系统,打开命令终端,操作Linux基本命令,如:查看:ls,进入目录:cd,创建文件:mkdir,删除文件:rmdir,配置网络:ifconfig,挂载:mount,设置权限:chmod,编辑器:vi,拷贝:cp等命令,要求能熟练操作。 使用方法: 1.查看:ls Ls列出文件和目录 Ls–a 显示隐藏文件 Ls–l 显示长列格式ls–al 其中:蓝:目录;绿:可执行文件;红:压缩文件;浅蓝:链接文件;灰:其他文件;红底白字:错误的链接文件 2.进入目录:cd 改变当前目录:cd 目录名(进入用户home目录:cd ~;进入上一级目录:cd -) 3.创建文件:mkdir 建立文件/目录:touch 文件名/mkdir目录名 4.删除文件:rmdir 删除空目录:rmdir目录名 5.配置网络:ifconfig 网络- (以太网和WIFI无线) ifconfig eth0 显示一个以太网卡的配置 6.挂载:mount mount /dev/hda2 /mnt/hda2 挂载一个叫做hda2的盘- 确定目录'/ mnt/hda2' 已经存在 umount /dev/hda2 卸载一个叫做hda2的盘- 先从挂载点'/ mnt/hda2' 退出fuser -km /mnt/hda2 当设备繁忙时强制卸载 umount -n /mnt/hda2 运行卸载操作而不写入/etc/mtab文件- 当文件为只读或当磁盘写满时非常有用 mount /dev/fd0 /mnt/floppy 挂载一个软盘 mount /dev/cdrom /mnt/cdrom挂载一个cdrom或dvdrom mount /dev/hdc /mnt/cdrecorder挂载一个cdrw或dvdrom mount /dev/hdb /mnt/cdrecorder挂载一个cdrw或dvdrom mount -o loop file.iso /mnt/cdrom挂载一个文件或ISO镜像文件

虚拟声卡驱动程序VirtualAudioCable使用方法

一:安装软件 点击 选择是(Y) 选择I accept 选择Install 安装成功,点击“确定”按钮即完成安装。 二、软件的设置 点击桌面开始按钮所有程序---Virtual Audio Cable —Control panel 进入软件初始化 设置。 在Cables 中选择1(即首次设置一个虚拟通道),点击旁边的Set 按钮生成通道Cable1. 在参数设置区将Line 、Mic (可选可不选)、S/PDIF (可选可不选)三个选项后面的方框打钩,选中之后点击参数设置区内的设置按钮Set ,即完成了,对虚拟声卡通道1 的设置。 鼠标右键点击桌面右下角的喇叭------ 调整音频属性---- < 或者点击开始—控制面板--- 声音、 语音和音频设备--- 声音和音频设备>弹出: 选择语音 此时语音部分的设置为原系统默认的设备,保持不变。 选择音频: 改变声音播放、录音的选项内容:

如上图将声音播放、录音的默认设备全部改为Virtual Cable 1 。点击应用--- 确定即可。 三、打开录音机录音--- 录制电脑里播放出来的音频(不包含麦克风 里的声音) - 即“内录” 开始--- 所有程序—附件--- 娱乐--- 录音机 点击确定即可开始录音(注:此时可在电脑中打开相应的音频文件,开始录音) 此时音频波段显示有声音输入,但是电脑的耳机听不到正在播放的音频文件(属正常现象)。若想同时听到音频文件的内容点击桌面开始按钮所有程序---Virtual Audio Cable —Audio Repeater 。 修改为 点击Start 即可听到正在录制的音频文件。此时的录音即是通过虚拟声卡通道录制电脑里的声音的。 四、同时录电脑里播放的声音和麦克风收集的外部声音----- 即混录 <通过这种方法解决现有笔记本无“立体声混音”或“波形音”选项的问题> 在《三打开录音机录音--- 录制电脑里播放出来的音频(不包含麦克风里的声音)------------ 即“内录”》的同时,在打开一个irtual Audio Cable —Audio Repeater 窗口将其设置为: 即将外部麦克风收集的声音转移到虚拟声卡通道Cable1 中,同电脑里播放的声音一起被录音软件收录为音频文件。

嵌入式Linux系统中音频驱动的设计与实现

第31卷 第2期 2008年4月 电子器件 Ch in es e Jo u rnal Of Electro n Devi ces Vol.31 No.2Apr.2008 Design and Implementation of Audio Driver for Embedded Linux System YU Yue,YA O G uo -liang * (N ational A S I C S ystem Eng ine ering Center ,S outhe ast Unive rsity ,N anj ing 210096,China) Abstract:This paper intro duces the fundam ental principle and architecture of the audio system w hich con -sists of the CODEC UCB1400and the 805puls,and describes the design of audio dev ice dr iv er based on Audio Codec .97for Embedded Linux System.The paper focuses o n the implementatio n of the DM A trans -port and ioctl interface.T he audio dr iv e is running w ell in actual Embedded Linux system equipments.Key words:805plus;embedded Linux;Audio A C .97driver;DM A;ioctl interface EEACC :1130B 嵌入式Linux 系统中音频驱动的设计与实现 虞 跃,姚国良 * (东南大学国家专用集成电路系统工程中心,南京210096) 收稿日期:2007-07-09 作者简介:虞 跃(1982-),男,东南大学电子工程系国家专用集成电路工程技术研究中心硕士研究生,研究方向为嵌入式系统设计; 姚国良(1979-),男,东南大学电子工程系博士研究生,yuyueo@https://www.360docs.net/doc/7513024302.html,. 摘 要:介绍了由805puls 处理器和U CB1400编解码芯片构成的音频系统体系结构及工作原理,接着阐述了嵌入式Linux 操作系统下基于A C .97协议标准的音频设备驱动程序的设计与实现。其中着重讲述了采用循环缓冲区进行音频数据的DM A 传输流程以及ioctl 接口的实现。此设计方案已在嵌入式L inux 系统中得到使用,运行效果良好。 关键词:805plus;嵌入式L inux ;AC .97音频驱动;DM A;ioctl 接口中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1005-9490(2008)02-0709-03 嵌入式音频系统广泛应用于GPS 自动导航、PDA,3G 手机等移动信息终端,具备播放、录音功能的音频系统的应用使得移动信息终端上视听娱乐IP 电话、音频录制等成为可能,并推动了移动信息终端设备的发展。 在软件上,嵌入式操作系统的新兴力量Linux 的开源性,内核可定制等优点吸引了许多的开发者与开发商。它是个和U nix 相似、以核心为基础的、完全内存保护、多任务多进程的操作系统。支持广泛的计算机硬件,包括X86,A lpha,Sparc,M IPS,PPC,ARM ,NEC,MOT OROLA 等现有的大部分芯片[1]。 本文针对805puls 微处理器选用Philips 公司的编解码芯片(CODEC)U CB1400,构建了基于Au -dio Codec .97(AC .97)标准的音频系统。并介绍了该音频系统在Linux 操作系统2.4.19内核下驱动 程序的实现技术。 1 音频系统构架 1.1 微处理器805plus 805plus 是东南大学ASIC 系统工程技术研究中心和北京大学微处理器研究开发中心共同设计和开发的32bit 嵌入式微处理器,是采用H ar vard 结构的RISC 处理器。内部采用五级流水线结构,兼容16bit 和32bit 的指令系统805plus 嵌入式微处理器集成了存储接口EMI,时钟和功耗管理PM C,中断控制器INTC,通用定时器T IM ER,脉宽调制器PWM,实时时钟RT C,通用串口UA RT,LCD 控制器LCDC,AC .97控制器,同步外设接口SPI 。1.2 AC .97协议标准[2] AC'97协议标准是一套关于A C'97数字音频处理(AC'97Digital Controller)、AC '97数字串口(AC

CAN总线在嵌入式Linux下驱动程序的实现

CAN总线在嵌入式Linux下驱动程序的实现 时间:2009-11-05 09:41:22 来源:微计算机信息作者:黄捷峰蔡启仲郭毅锋田小刚 1 引言 基于嵌入式系统设计的工业控制装置,在工业控制现场受到各种干扰,如电磁、粉尘、天气等对系统的正常运行造成很大的影响。在工业控制现场各个设备之间要经常交换、传输数据,需要一种抗干扰性强、稳定、传输速率快的现场总线进行通信。文章采用CAN总线,基于嵌入式系统32位的S3C44B0X微处理器,通过其SPI接口,MCP2510 CAN控制器扩展CAN总线;将嵌入式操作系统嵌入到S3C44B0X微处理器中,能实现多任务、友好图形用户界面;针对S3C44B0X微处理器没有内存管理单元MMU,采用uClinux嵌入式操作系统。这样在嵌入式系统中扩展CAN设备关键技术就是CAN设备在嵌入式操作系统下驱动程序的实现。文章重点解决了CAN总线在嵌入式操作系统下驱动程序实现的问题。对于用户来说,CAN设备在嵌入式操作系统驱动的实现为用户屏蔽了硬件的细节,用户不用关心硬件就可以编出自己的用户程序。实验结果表明驱动程序的正确性,能提高整个系统的抗干扰能力,稳定性好,最大传输速率达到1Mb/s;硬件的错误检定特性也增强了CAN的抗电磁干扰能力。 2 系统硬件设计 系统采用S3C44B0X微处理器,需要扩展CAN控制器。常用的CAN控制器有SJA1000和MCP2510,这两种芯片都支持CAN2.0B标准。SJA1000采用的总线是地址线和数据线复用的方式,但是嵌入式处理器外部总线大多是地址线和数据线分开的结构,这样每次对SJA1000操作时需要先后写入地址和数据2次数据,而且SJA1000使用5V逻辑电平。所以应用MCP2510控制器进行扩展,收发器采用82C250。MCP2510控制器特点:1.支持标准格式和扩展格式的CAN数据帧结构(CAN2.0B);2.0~8字节的有效数据长度,支持远程帧;3.最大1Mb/s的可编程波特率;4.2个支持过滤器的接受缓冲区,3个发送缓冲区; 5.SPI高速串行总线,最大5MHz; 6.3~5.5V宽电压范围供电。MCP2510工作电压为3.3V,能够直接与S3C44B0X微处理器I/O口相连。为了进一步提高系统抗干扰性,可在CAN控制器和收发器之间加一个光隔6N137。其结构原理框图如图1: 图1.S3C44B0X扩展CAN结构框图图2.字符设备注册表 3 CAN设备驱动程序的设计 Linux把设备看成特殊的文件进行管理,添加一种设备,首先要注册该设备,增加它的驱动。设备驱动程序是操作系统内核与设备硬件之间的接口,并为应用程序屏蔽了硬件细节。在linux中用户进程不能直接对物理设备进行操作,必须通过系统调用向内核提出请求,

《嵌入式系统与开发》构建嵌入式Linux系统-实验报告

《嵌入式数据库sqlite移植及使用》 实验报告 学生姓名:陈彤 学号:13004405 专业班级:130044 指导教师:孙国梓 完成时间:2016.5.31 实验3 嵌入式数据库sqlite移植及使用 一.实验目的 理解嵌入式软件移植的基本方法,掌握sqlite数据库软件移植的步骤,掌握sqlite开发的两种方式—命令模式和C代码开发模式的使用方法,并编程实现简单通讯录查询实验。 二.实验内容 实验3.1 移植嵌入式数据库sqlite 实验3.2 简单通讯录查询实例设计和测试 三.预备知识 Linux使用、数据库相关知识等 四.实验设备及工具(包括软件调试工具) 硬件:ARM 嵌入式开发平台、PC 机Pentium100 以上、串口线。 软件:WinXP或UBUNTU开发环境。 五.实验步骤 5.1 移植嵌入式数据库sqlite 步骤【参看教材103页】: 第一步,解压缩sqlite源码,命令tar zxvf sqlite-autoconf-3080900.tar.gz,在解压后的文件夹下,可以看到源码文件有shell.c 和sqlite3.c文件,生成Makefile的配置脚本文件configure.ac ,并检查当前文件夹下__A__(A.存在 B.不存在)Makefile文件。 第二步利用configure脚本文件生成基于ARM实验台的Makefile,具体命令为./configure CC=arm-linux-gcc –prefix=/opt/sqlite –host=arm-linux(假设安装目录为/opt/sqlite),并检查当前文件夹下___A__(A.存在 B.不存在)Makefile文件。 第三步,编译sqlite,命令为_make_,编译过程中使用的编译器为_ arm-linux-gcc _。 第四步,安装sqlit,命令为_make install_。安装完成后到_/opt/sqlite_文件夹下去查看相关文件,可以看到该文件夹下有_bin_、_include_、__lib__和share文件夹,其中可执行文件sqlite3位于_./bin_文件夹,库位于_./lib_文件夹。 第五步,将sqlite3拷贝到开发板bin目录下,将库下的文件拷贝到开发板的lib目录下【注意链接文件的创建】 第六步,数据库的使用 方式1:命令操纵数据库 在超级终端环境下创建数据库stucomm.db,命令为_sqlite3 stucomm.db_; 创建数据表stutable,字段包括id 整型,name 字符型,phoneNum 字符型,具体命令为_sqlite> create table stutable (id int(20),name char(20),phoneNum char(20));_; 插入2条记录,记录信息如下 001,zhangsan,10086 002,lisi,10000

编译hello设备驱动程序详细过程

编译hello world设备驱动程序详细过程 1、安装与你的开发板相同的内核版本的虚拟机,我的板子内核是2.6.8.1,虚拟机是2.6.9, 一般是虚拟机的内核只能比板子内核新,不能旧 #uanme –a [1](在任何目录下,输入此命令,查看虚拟机的内核版本,我的内核版本是2.6.9) 2、在虚拟机上设置共享目录,我的共享目录在linux下的/mnt/hgfs/share [2]share是自己命名的,我的物理机上,即Windows下的目录是G:/share, 3、在Windows下,把开发板的的交叉开发工具链[3],内核源码包[4],复制到物理机的共享目录下[5] 即Windows下的目录是G:/share, 4、#cp /mnt/hgfs/share/cross-3.3.2.tar.bz2 /usr/local/arm [6] 在Linux下,把交叉工具链,复制到/usr/local/arm目录下 5、#cd /usr/local/arm 6、#tar jxvf cross-3.3.2.tar.bz2 [7] 并在当前目录/usr/local/arm下解压它cross-2.95.3.tar.bz2和gec2410-linux-2.6.8.tar.bz2也是用同样的命令去解压 7、#export PATH=/usr/local/arm/3.3.2/bin:$PATH [8] 安装交叉工具链,在需要使用交叉编译时,只要在终端输入如下命令 #export PATH=/usr/local/arm/版本/bin:$PATH 即可,在需要更改不同版本的工具链时,重新启动一个终端,然后再一次输入上面的命令即可,使用哪个版本的交叉工具链,视你要编译的内核版本决定,编译2.4版本的内核,则用2.95.3版本的交叉工具链,而2.6版本内核的,则要用3.3.2版本的交叉工具链。 8、#cp gec2410-linux-2.6.8.tar.bz2 /root [9]把内核拷贝到/root目录下, 9、#cd /root 10、#tar gec2410-linux-2.6.8.tar.bz2 [10] 在/root解压开发板的内核源码压缩包gec2410-linux-2.6.8.tar.bz2,得到gec2410-linux-2.6.8.1文件夹 11、#cd /root/ gec2410-linux-2.6.8.1 12、#cp gec2410.cfg .config [11] gec2410.cfg文件是广嵌开发板提供的默认内核配置文件,在这里首先把内核配置成默认配置,然后在此基础上用make menuconfig进一步配置,但在这里,不进行进一步的配置,对于内核配置,还需要看更多的知识,在这里先存疑。 13、#make [12]在内核源代码的根目录gec2410-linux-2.6.8.1下用make命令编译内核,注意,先安装交叉工具链,再编译内核,因为这里编译的hello.ko驱动模块最终是下载到开发板上运行的,而不是在虚拟机的Linux系统运行的,如果是为了在虚拟机的Linux系统运行的,则不用安装交叉编译工具链arm-linux-gcc,而直接用gcc,用命令#arm-linux-gcc –v 可以查看当前已经安装的交叉编译工具链的版本。这里编译内核不是为了得到内核的映象文件zImage(虽然会得到内核的映象文件zImage),而是为了得到编译hello.o模块需要相关联,相依赖(depends on)的模块。 14、#cd /root 12、#mkdir hello [13]在/root目录下建立hello文件夹, 13、#cd hel 14 、#vi hello.c [12]编辑hello.c文件,内容是《Linux设备驱动程序》第三版22页的hello world程序。 15、#vi Makefile [13]在hello文件夹下编辑Makefile文件, 16、obj-m := module.o [14] 这是Makefile的内容,为obj-m := module.omodule.o视你编辑的.c文件而定,这里则要写成hello.o,写完后,保存退出。 17、cd /root/hello

南邮嵌入式系统B实验报告2016年度-2017年度-2

_* 南京邮电大学通信学院 实验报告 实验名称:基于ADS开发环境的程序设计 嵌入式Linux交叉开发环境的建立 嵌入式Linux环境下的程序设计 多线程程序设计 课程名称嵌入式系统B 班级学号 姓名 开课学期2016/2017学年第2学期

实验一基于ADS开发环境的程序设计 一、实验目的 1、学习ADS开发环境的使用; 2、学习和掌握ADS环境下的汇编语言及C语言程序设计; 3、学习和掌握汇编语言及C语言的混合编程方法。 二、实验内容 1、编写和调试汇编语言程序; 2、编写和调试C语言程序; 3、编写和调试汇编语言及C语言的混合程序; 三、实验过程与结果 1、寄存器R0和R1中有两个正整数,求这两个数的最大公约数,结果保存在R3中。 代码1:使用C内嵌汇编 #include int find_gcd(int x,int y) { int gcdnum; __asm { MOV r0, x MOV r1, y LOOP: CMP r0, r1 SUBLT r1, r1, r0 SUBGT r0, r0, r1 BNE LOOP MOV r3, r0 MOV gcdnum,r3 //stop // B stop // END } return gcdnum; } int main() { int a; a = find_gcd(18,9);

printf("gcdnum:%d\n",a); return 0; } 代码2:使用纯汇编语言 AREA example1,CODE,readonly ENTRY MOV r0, #4 MOV r1, #9 start CMP r0, r1 SUBLT r1, r1, r0 SUBGT r0, r0, r1 BNE start MOV r3, r0 stop B stop END 2、寄存器R0 、R1和R2中有三个正整数,求出其中最大的数,并将其保存在R3中。 代码1:使用纯汇编语言 AREA examp,CODE,READONL Y ENTRY MOV R0,#10 MOV R1,#30 MOV R2,#20 Start CMP R0,R1 BLE lbl_a CMP R0,R2 MOVGT R3,R0 MOVLE R3,R2 B lbl_b lbl_a CMP R1,R2 MOVGT R3,R1 MOVLE R3,R2 lbl_b B . END 代码2:使用C内嵌汇编语言 #include int find_maxnum(int a,int b,int c)

linux字符设备驱动课程设计报告

一、课程设计目的 Linux 系统的开源性使其在嵌入式系统的开发中得到了越来越广泛的应用,但其本身并没有对种类繁多的硬件设备都提供现成的驱动程序,特别是由于工程应用中的灵活性,其驱动程序更是难以统一,这时就需开发一套适合于自己产品的设备驱动。对用户而言,设备驱动程序隐藏了设备的具体细节,对各种不同设备提供了一致的接口,一般来说是把设备映射为一个特殊的设备文件,用户程序可以像对其它文件一样对此设备文件进行操作。 通过这次课程设计可以了解linux的模块机制,懂得如何加载模块和卸载模块,进一步熟悉模块的相关操作。加深对驱动程序定义和设计的了解,了解linux驱动的编写过程,提高自己的动手能力。 二、课程设计内容与要求 字符设备驱动程序 1、设计目的:掌握设备驱动程序的编写、编译和装载、卸载方法,了解设备文件的创建,并知道如何编写测试程序测试自己的驱动程序是否能够正常工作 2、设计要求: 1) 编写一个简单的字符设备驱动程序,该字符设备包括打开、读、写、I\O控制与释放五个基本操作。 2) 编写一个测试程序,测试字符设备驱动程序的正确性。 3) 要求在实验报告中列出Linux内核的版本与内核模块加载过程。 三、系统分析与设计 1、系统分析 系统调用是操作系统内核和应用程序之间的接口,设备驱动程序是操作系统内核和机器硬件之间的接口。设备驱动程序为应用程序屏蔽了硬件的细节,这样在应用程序看来,硬件设备只是一个设备文件,应用程序可以象操作普通文件一样对硬件设备进行操作。设备驱动程序是内核的一部分,它完成以下的功能: 1、对设备初始化和释放; 2、把数据从内核传送到硬件和从硬件读取数据; 3、读取应用程序传送给设备文件的数据和回送应用程序请求的数据; 4、检测和处理设备出现的错误。 字符设备提供给应用程序的是一个流控制接口,主要包括op e n、clo s e(或r ele as e)、r e ad、w r i t e、i o c t l、p o l l和m m a p等。在系统中添加一个字符设备驱动程序,实际上就是给上述操作添加对应的代码。对于字符设备和块设备,L i n u x内核对这些操作进行了统一的抽象,把它们定义在结构体fi le_operations中。 2、系统设计: 、模块设计:

虚拟设备驱动程序的设计与实现

虚拟设备驱动程序的设计与实现 由于Windows对系统底层操作采取了屏蔽的策略,因而对用户而言,系统变得 更为安全,但这却给众多的硬件或者系统软件开发人员带来了不小的困难,因为只要应用中涉及到底层的操作,开发人员就不得不深入到Windows的内核去编写属 于系统级的虚拟设备驱动程序。Win 98与Win 95设备驱动程序的机理不尽相同,Win 98不仅支持与Windows NT 5.0兼容的WDM(Win32 Driver Mode)模式驱动程序 ,而且还支持与Win 95兼容的虚拟设备驱动程序VxD(Virtual Device Driver)。下面介绍了基于Windows 9x平台的虚拟环境、虚拟设备驱动程序VxD的基本原理和 设计方法,并结合开发工具VToolsD给出了一个为可视电话音频卡配套的虚拟设备 驱动程序VxD的设计实例。 1.Windows 9x的虚拟环境 Windows 9x作为一个完整的32位多任务操作系统,它不像Window 3.x那样依 赖于MS-DOS,但为了保证软件的兼容性,Windows 9x除了支持Win16应用程序和 Win32应用程序之外,还得支持MS-DOS应用程序的运行。Windows 9x是通过虚拟机 VM(Virtual Machine)环境来确保其兼容和多任务特性的。 所谓Windows虚拟机(通常简称为Windows VM)就是指执行应用程序的虚拟环 境,它包括MS-DOS VM和System VM两种虚拟机环境。在每一个MS-DOS VM中都只运 行一个MS-DOS进程,而System VM能为所有的Windows应用程序和动态链接库DLL(Dynamic Link Libraries)提供运行环境。每个虚拟机都有独立的地址空间、寄存器状态、堆栈、局部描述符表、中断表状态和执行优先权。虽然Win16、Win32应用程序都运行在System VM环境下,但Win16应用程序共享同一地址空间, 而Win32应用程序却有自己独立的地址空间。 在编写应用程序时,编程人员经常忽略虚拟环境和实环境之间的差异,一般认为虚拟环境也就是实环境。但是,在编写虚拟设备驱动程序VxD时却不能这样做 ,因为VxD的工作是向应用程序代码提供一个与硬件接口的环境,为每一个客户虚 拟机管理虚设备的状态,透明地仲裁多个应用程序,同时对底层硬件进行访问。这就是所谓虚拟化的概念。 VxD在虚拟机管理器VMM(Virtual Machine Manager)的监控下运行,而VMM 实 际上是一个特殊的VxD。VMM执行与系统资源有关的工作,提供虚拟机环境(能产

linux驱动程序的编写

linux驱动程序的编写 一、实验目的 1.掌握linux驱动程序的编写方法 2.掌握驱动程序动态模块的调试方法 3.掌握驱动程序填加到内核的方法 二、实验内容 1. 学习linux驱动程序的编写流程 2. 学习驱动程序动态模块的调试方法 3. 学习驱动程序填加到内核的流程 三、实验设备 PentiumII以上的PC机,LINUX操作系统,EL-ARM860实验箱 四、linux的驱动程序的编写 嵌入式应用对成本和实时性比较敏感,而对linux的应用主要体现在对硬件的驱动程序的编写和上层应用程序的开发上。 嵌入式linux驱动程序的基本结构和标准Linux的结构基本一致,也支持模块化模式,所以,大部分驱动程序编成模块化形式,而且,要求可以在不同的体系结构上安装。linux是可以支持模块化模式的,但由于嵌入式应用是针对具体的应用,所以,一般不采用该模式,而是把驱动程序直接编译进内核之中。但是这种模式是调试驱动模块的极佳方法。 系统调用是操作系统内核和应用程序之间的接口,设备驱动程序是操作系统内核和机器硬件之间的接口。设备驱动程序为应用程序屏蔽了硬件的细节,这样在应用程序看来,硬件设备只是一个设备文件,应用程序可以像操作普通文件一样对硬件设备进行操作。同时,设备驱动程序是内核的一部分,它完成以下的功能:对设备初始化和释放;把数据从内核传送到硬件和从硬件读取数据;读取应用程序传送给设备文件的数据和回送应用程序请求的数据;检测和处理设备出现的错误。在linux操作系统下有字符设备和块设备,网络设备三类主要的设备文件类型。 字符设备和块设备的主要区别是:在对字符设备发出读写请求时,实际的硬件I/O一般就紧接着发生了;块设备利用一块系统内存作为缓冲区,当用户进程对设备请求满足用户要求时,就返回请求的数据。块设备是主要针对磁盘等慢速设备设计的,以免耗费过多的CPU时间来等待。 1 字符设备驱动结构 Linux字符设备驱动的关键数据结构是cdev和file_operations结构体。

linux应用程序开发实验报告3

实验报告 学生姓名:白迪学生学号:222014********* 日期:2016年11月15日与11月29日 院(系):计算机与信息科学学院软件学院专业(班级):网络工程实验题目:终端驱动属性编程及利用属性特性的应用程序编程 一. 实验目的 掌握终端驱动属性的特殊功能,掌握终端驱动属性的显示与修改方法编程,掌握利用终端驱动属性的特属性编写需要特殊功能的应用程序技巧。 二. 实验原理 三. 实验器材 安装有Windows操作系统PC机一台,实验环境为LINUX虚拟机(包含gcc 与gdb). 四. 实验分析与设计 补全终端设备属性位与控制字符的信息输出: Main函数

Flags的补充 显示flags函数

Setecho函数,设置echo的状态位Echostate函数。显示echo状态 Setecho函数

忽略特殊的一些按键,CTRL+C、CTRL+\,不能一直阻塞等待键盘输入,设置等待一定的时间的非阻塞。 预处理 Main函数 Tty—mode set_nodelay_mode()//没阻塞 set_nobuf_noecho_mode()//没回显,没缓冲

Getresponse() 中断处理函数 五. 实验结果 属性位与控制字符的信息输出

stty控制字符的修改功能,setecho 忽略特殊的一些按键,CTRL+C、CTRL+\,不能一直阻塞等待键盘输入,设置等待一定的时间的非阻塞。当按下的键不是y或者n就显示f。 六. 实验心得 通过本次试验中对终端文件更加的了解了,还学会了对中断文件的一些基本的设置,前面的实验做起来就是一些验证比较简单,但是收获很大,最后一个做的时候先看过书后,自己编写的,调试过程中总是出错,做到最后跟书上的代码比较发现自己的代码跟书上比差了好远,修改了很多,自己用的是Redhat5,cc—

嵌入式linux android驱动工程师 面试题总汇

嵌入式linux android驱动工程师面试题总汇 1.嵌入式系统中断服务子程序(ISR)收藏中断是嵌入式系统中重要的组成部分,这导致了很多编译开发商提供一种扩展—让标准C支持中断。具代表事实是,产生了一个新的关键字__interrupt。下面的代码就使用了__interrupt关键字去定义了一个中断服务子程序(ISR),请评论一下这段代码的。 2.C语言中对位的操作,比如对a的第三位清0,第四位置1.本来应该会的,一犯晕写反了,以后注意! #define BIT3 (1<<3) #define BIT4 (1<<4) a &= ~BIT3;a |= BIT4; 3.考到volatile含义并举例: 理解出错,举了很具体的例子,连程序都搬上去了,有些理解不深的没举出来…… volatile表示这个变量会被意想不到的改变,每次用他的时候都会小心的重新读取一遍,不适用寄存器保存的副本。 volatile表示直接存取原始地址 例: 并行设备的硬件寄存器(状态寄存器) 在多线程运行的时候共享变量也要时时更新 一个中断服务子程序中访问到的的非自动变量(不太清楚,正在查找资料ing……) 4.要求设置一绝对地址为0x67a9的整型变量的值为0xaa66

当时我的写法: #define AA *(volatile unsigned long *)0xaa66AA = 0x67a9; 答案: int *ptr =(int *)0xaa66; *ptr = 0x67a9; 我感觉自己写的应该不算错吧(自我感觉,还请达人指正),我写的适合裸机下用,当做寄存器用,而答案就是适合在操作系统下的写法。 1. linux内核里面,内存申请有哪几个函数,各自的区别? 2. IRQ和FIQ有什么区别,在CPU里面是是怎么做的? 3. int *a; char *b; a 和b本身是什么类型? a、b里面本身存放的只是一个地址,难道是这两个地址有不同么? 4.xx的上半部分和下半部分的问题: 讲下分成上半部分和下半部分的原因,为何要分?讲下如何实现? 5.内核函数mmap的实现原理,机制? 6.驱动里面为什么要有并发、互斥的控制?如何实现?讲个例子? 7. spinlock自旋锁是如何实现的? 8.任务调度的机制? 【二、本人碰到】

嵌入式linux实验指导书

目录 实验一 linux常用指令练习 (3) 1、在线帮助指令 (3) 2、linux开关机及注销指令。 (3) 重启指令: (3) 1)、reboot命令 (3) 2)、init 6命令 (3) 关机指令: (3) 1)、halt命令 (3) 2)、poweroff命令 (4) 3)、init 0命令 (4) 4)、shutdown命令 (4) 注销指令: (4) 3、用户管理命令 (4) 1)、用户切换su命令 (4) 2)、添加用户命令adduser/useradd (5) 3)、删除用户及更改用户属性 (5) 4)、设置用户密码 (6) 5)、查看用户信息 (6) 4、文件目录操作指令 (7) 1)、改变当前工作目录命令(cd) (7) 2)、显示当前路径pwd (7) 3)、查看当前目录下的文件命令ls (7) 4)、新建目录指令mkdir (8) 5)、删除目录命令rmdir (8) 6)、新建文件命令touch (8) 7)、删除文件指令rm (8) 8)、文件和目录的复制命令cp (8) 9)、文件和目录的移动命令mv (9) 10)、更改文件或目录的使用权限chmod (9) 11)、查看文件的命令cat (9) 12)、文件链接命令ln (9) 13)、文件压缩解压命令 (10) 5、网络相关命令 (11) 6、磁盘管理命令 (11) 7、挂载文件命令mount (12) 8、其他系统命令 (12) 练习1: (13) 练习2: (15) 练习3: (16) 练习4: (21) 实验二 VI文本编辑器的使用 (24) 1、练习使用VI指令 (24) 2、利用VI编写一个hello.c文件 (24)

《设备驱动程序开发技术》大作业

《设备驱动程序开发技术》 大作业 WDM驱动程序的开发流程和要点班级:计算机科学与技术1004

摘要 DWDM(Windows Driver Model)是Microsoft公司推出的一种符合Windows2k/XP下的内核模式驱动程序的分层体系结构的驱动程序模式。它源于 Windows NT的分层32位设备驱动程序模型,它支持更多的特性,如即插即用( PnP ,Plug and Play )、电源管理( PM ,Power Management )、Windows管理诊断( WMI ,Windows Management Instrumentation )和 NT 事件。它为Windows操作系统的设备驱动程序提供了统一的框架,在Windows平台上,WDM将成为主流的驱动模式。WDM是Windows98和Windows2000使用的新的驱动程序设计规范。使用WDM使得硬件驱动程序更加稳定,让操作系统对硬件更加有效地控制硬件。除了定义一个驱动程序与操作系统连接的标准接口以外,WDM也指明了驱动程序应该采用的更加模块化的设计。 关键词: WDM、驱动程序、操作系统

1 概述 WDM(Windows Driver Model)是Microsoft公司推出的一种符合Windows2k/XP下的内核模式驱动程序的分层体系结构的驱动程序模式。相对于以前的KDM、VXD来说,它的性能更高、系统之间移植更加方便。随着Microsoft的操作系统的不断升级,WDM已逐步取代了KDM、VXD,成为了Microsoft系统下驱动程序开发的主流。 WDM是通过一个128位的全局唯一标识符(GUID)实现驱动程序的识别。应用程序与WDM 驱动程序通信时,应用程序将每个用户请求形成I/O请求包(IRP)发送到驱动程序。驱动程序识别出IRP请求后指挥硬件执行相应操作。 2 WDM驱动模型 WDM模型为存在于Windows 98和Windows 2000操作系统中的设备驱动程序提供了一个参考框架。尽管对于最终用户来说这两个操作系统非常相似,但它们的内部工作却有很大不同。 Windows 2000概述 图1是以我的视点所看到的Windows 2000操作系统,该图着重了驱动程序开发者所关心的特征。软件要么执行在用户模式中,要么执行在内核模式中。当用户模式程序需要读取设备数据时,它就调用Win32 API函数,如ReadFile。Win32子系统模块(如KERNEL32.DLL)通过调用平台相关的系统服务接口实现该API,而平台相关的系统服务将调用内核模式支持例程。在ReadFile调用中,调用首先到达系统DLL(NTDLL.DLL)中的一个入口点,NtReadFile 函数。然后这个用户模式的NtReadFile函数接着调用系统服务接口,最后由系统服务接口调用内核模式中的服务例程,该例程同样名为NtReadFile。

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