基于WINCE&S3C2410的多串口移植技術

出處：tyw 發(fā)布于：2008-06-24 14:23:39

　　嵌入式系統已經滲入到國民經濟的各個領域，而嵌入式操作系統是嵌入式系統的靈魂。目前國際上常用的操作系統有 VxWorks、Windows CE、Linux等。其中，微軟公司開發(fā)的 Windows CE 以其快速的開發(fā)流程、靈活的軟硬件選擇和健壯的終產品已成為越來越多嵌入式產品開發(fā)的。

　　由于嵌入式系統的硬件平臺種類繁多，WindowsCE.net支持的處理器種類就有ARM,POWER PC, MPS、X86等幾大類，各個大類之內又包含多種CPU。各硬件廠商提供的 WindowsCE.net 的硬件驅動并不全，因此開發(fā)人員經常需要根據自己特定的硬件平臺進行驅動開發(fā)。WindowsCE.net的標準BSP一般只為我們開通了一個串口，很難滿足使用要求。本文就是在這樣的背景下介紹在WindowsCE.net下是如何開發(fā)S3C2410的另外兩個串口驅動的。

一、S3C2410及其串口簡介

　　該芯片是三星公司生產的32位RISC嵌入式處理器。它專為手持設備和一般應用而設計，能滿足嵌入式系統對低成本、低功耗、高性能、小體積的要求。為了盡可能減少系統的整體成本，S3C2410包括了以下組件：16KB的指令和數據CACHE，處理虛擬存儲器管理的MMU，支持STN和TFT的LCD控制器，NAND FLASH的系統引導器，SDRAM控制器，觸摸屏接口，USB接口，PLL時鐘產生器，一個通道的USB從接口，4通道的PWM定時器和一個通道的內部定時器，帶有看門狗定時器，117個通用IO口，包括24個外部中斷源，內部集成8通道ADC。該芯片提供4種電源模式：一般模式、低速模式、休眠模式和掉電模式；支持WINCE、LINUX等嵌入式操作系統。S3C2410是利用ARM的ARM920T內核，采用0.18 微米的標準CMOS技術制造的。它的小巧低功耗全靜態(tài)設計，特別適合于對功耗敏感的系統設計。

　　S3C2410的串口提供了3組獨立的異步串行I/O，每個UART通道都包含了16字節(jié)的FIFO，用于數據發(fā)送和接收，并且都可以在中斷方式和DMA方式下進行操作。用來控制串口1、2的寄存器如下：列控寄存器（ULCON）、控制寄存器（UCON）、FIFO控制寄存器（UFCON）、MODEM控制寄存器（UMCON）、TX/RX狀態(tài)寄存器（UTRSTA）、錯誤狀態(tài)寄存器（UERSTA）、FIFO狀態(tài)寄存器（UFSTAT）、MODEM狀態(tài)寄存器（UMSTAT）、傳輸緩沖區(qū)寄存器（UTXH）、發(fā)送緩沖區(qū)寄存器（URXH）、波特率寄存器（UBRDIV）。串口3與串口1、2相比缺少MODEM控制寄存[1]器和狀態(tài)寄存器。

二、Windows CE系統設備驅動程序特點

　　設備驅動程序是將操作系統和設備連接起來，使得操作系統能夠識別設備并為應用程序提供應用服務的程序。

　　在Windows CE下的驅動程序有兩種模型：內建驅動程序（Built in Driver）和可安裝驅動程序（Installable Driver）。內建驅動程序適用于集成到基于Windows CE的設備，這些設備驅動程序是系統所必須的，如鍵盤驅動和顯示驅動等。當系統加載時，它們被靜態(tài)聯結到圖形窗口事件子系統（GWES）?？砂惭b驅動程序由設備管理器（device.exe）動態(tài)加載到用戶模式的動態(tài)連接庫，它使用流接口驅動架構并借助于文件系統調用從設備管理器應用程序獲得的指令。串口驅動即為可安裝驅動。

　　Windows CE下驅動程序結構如圖1 所示。在Windows CE下的驅動程序按其結構的不同可分為分層驅動程序和不分層驅動程序兩類。在分層驅動程序中，程序代碼被分為兩層，模型驅動層（MDD）和平臺相關驅動層（PDD）。MDD層由頂層所有驅動程序都使用的公用代碼組成，而PDD層由與特定硬件設備相關的代碼組成。MDD層通過調用PDD層函數來訪問硬件。通常，MDD層由微軟提供，不用改動，驅動開發(fā)人員只須改動針對特定硬件平臺的PDD層即可。系統通過設備驅動程序接口（DDI，是由MDD層或不分層驅動程序導出的一組函數）調用MDD層的功能，而MDD層通過設備驅動程序服務提供者接口（DDSI，是由PDD層導出的接口函數）調用PDD層的功能。分層和不分層并不是的，任何分層的驅動程序都可以用不分層的驅動程序來代替。如果時間和效能是關鍵的要素時，選擇不分層驅動程序。

驅動程序的結構

　　圖1 Windows CE下驅動程序的結構

三、S3C2410串口驅動移植

　　在WINCE中，串口驅動模型遵循ISO/OSI網絡通訊模型，就是說串口屬于WINCE網絡模塊的一部分，其中硬件實現網絡的物理層，驅動和serialAPI共同組成數據的鏈路層。WINCE提供的串口驅動是采用分層結構設計的，MDD提供框架性的實現，負責提供OS所需的基本實現，并使代碼設計與具體的硬件設計無關，而PDD提供了對硬件操作的相應代碼，而這些代碼則通過結構體PHWOBJ相互聯系起來。PHWOBJ結構體包含該驅動對應的中斷識別號以及該驅動在PDD層所使用的所有其它接口函數的接口。從整體來看，串口驅動屬于可安裝驅動。在針對一種特定硬件實現串口驅動的時候，首先，我們需要了解硬件的物理特性和控制邏輯，然后，根據DDSI的約束來進行實現，即實現與結構體PHWOBJ相關的一系列函數即可。串口驅動模型定義了串口的全部功能。也就是說，在這種模型中，除定義了常用的TX和RX外，還對DTR、RTS等引腳進行了定義，使得該串口模型具有支持流控制和Modem驅動的能力。

　　為添加串口2和串口3的驅動，首先在Oalintr.h中添加串口中斷的宏定義：

#define SYSINTR_SERIAL3 (SYSINTR_FIRMWARE+9)

#define SYSINTR_SERIAL2 (SYSINTR_FIRMWARE+19)

然后在注冊表中添加中串口2、3的注冊項：

[HKEY_LOCAL_MACHINE\Drivers\BuiltIn\UART1]

"DeviceArrayIndex"=dword:1

"Irq"=dword:13 //中斷號

"IoBase"=dword:50004000 //串口2地址

"IoLen"=dword:2C

"Prefix"="COM" //設備文件前綴

"Dll"="SER2410.Dll" //串口驅動動態(tài)連接庫

"Index"=dword:2

[HKEY_LOCAL_MACHINE\Drivers\BuiltIn\UART2]

"DeviceArrayIndex"=dword:2

"Irq"=dword:09 //中斷號

"IoBase"=dword:50008000 //串口3地址

"IoLen"=dword:2C

"Prefix"="COM" //設備文件名前綴

"Dll"="SER2410.Dll" //串口驅動動態(tài)連接庫

"Order"=dword:0

"Index"=dword:3

其次，修改文件 ser2410_ser.c。

在此文件中增加串口2、3的初始化函數，并添加兩個函數表：

SerInitSerial2( ULONG Identifier,PVOID pMddHead,PHWOBJ pHWObj)；

SerInitSerial3( ULONG Identifier,PVOID pMddHead,PHWOBJ pHWObj)；

const HW_VTBL IoVTbl2{ }；

const HW_VTBL IoVTbl3{ }；

　　在函數GetSerialObject(DWORD DeviceArrayIndex)中添加對串口2、3的處理程序。GetSerialObject函數是PDD層不能改變函數名的函數，它被MDD層的COM-Init函數調用，通過搜索注冊表中DeviceArrayIndex項的值，返回給MDD層一個PHWOBJ結構體。相關代碼如下：

if ( DeviceArrayIndex == 0 )

pSerObj = (PHWOBJ)(&IoObj);

else if (DeviceArrayIndex == 1)

pSerObj = (PHWOBJ)(&IoObj2);

else if(DeviceArrayIndex == 2)

pSerObj = (PHWOBJ)(&IoObj3);

else

pSerObj = (PHWOBJ)(&IoObj);

　　，修改文件 ser2410_hw.c 中的函數 SL_Init( PVOID pHead, PUCHAR pRegBase, UINT8 RegStride, EVENT_FUNC EventCallback, PVOID pMddHead, PLOOKUP_TBL )，根據不同的pHead -〉dwIOBase處理不同的端口內容，串口1的dwIOBase為0X50000000，串口2的dwIOBase為0X50004000，串口3的dwIOBase為0X50008000。

　　至此，驅動更改完畢。重新編譯，生成新的SDK，安裝后即可在新平臺下使用串口2和串口3。

　　在EVC中通過函數CreateFile(szPort,GENERIC_READ|GENERIC_WRITE, 0,NULL, OPEN_EXISTING,0,NULL)即可打開所需的串口，然后通過COMMTIMEOUTS結構設置通訊超時設置，通過DCB結構設置奇偶校驗、波特率、停止位個數等。成功打開端口后，就可以通過WriteFile發(fā)送數據，通過ReadFile接收數據。

四、結束語

　　本文作者的創(chuàng)新點在于充分利用S3C2410硬件資源，開發(fā)OEM層串口驅動程序，由于可以同時使用三個串口，提高了穩(wěn)定性，精簡硬件設計，具有較好的推廣價值。