嵌入式系統(tǒng)的SD控制器設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

　　驅(qū)動(dòng)程序要實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的XXX_Open()，XXX_Close()，XXX_Init()，XXX_Deinit()，XXX_IOControl()，XXX_Read()，XXX_Write()，XXX_Seek()，XXX_PowerUp()，XXX_PowerDown()等接口函數(shù)，其中XXX為設(shè)備驅(qū)動(dòng)的前綴，應(yīng)用程序可以通過文件操作來控制設(shè)備。

　　為了減少了SDHost驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，使其具有較好的可移植性，采用SDHostDDK，它在BSQUARESD協(xié)議棧的基礎(chǔ)上，提供了平臺(tái)獨(dú)立的總線和客戶端驅(qū)動(dòng)和一組標(biāo)準(zhǔn)化的API供使用。BSQUARESD卡的協(xié)議棧結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　圖1 SD卡協(xié)議棧體系結(jié)構(gòu)

　　該結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)很大程度上減少了SDHost驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，使SDHost控制器驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)可以專著于硬件相關(guān)的部分?？偩€驅(qū)動(dòng)是SD卡客戶端驅(qū)動(dòng)程序和SDHost驅(qū)動(dòng)程序之間的一個(gè)抽象層，它為SD卡客戶端驅(qū)動(dòng)提供平臺(tái)獨(dú)立的服務(wù)接口。SDHost驅(qū)動(dòng)程序需要完成處理器和硬件平臺(tái)相關(guān)的處理，向上層驅(qū)動(dòng)提供統(tǒng)一的服務(wù)接口。

　　2.2 中斷控制

　　中斷控制是設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序里的關(guān)鍵部分，它關(guān)系到操作系統(tǒng)的實(shí)時(shí)相應(yīng)速度和系統(tǒng)的整體性能。WindowsCE是通用的嵌入式系統(tǒng)，它在中斷處理方面也有一定實(shí)時(shí)能力。

　　WindowsCE處理中斷的過程分為兩部分實(shí)現(xiàn)：核心的ISR和用戶線程IST。ISR實(shí)現(xiàn)一般要求短小精悍、效率很高，它只實(shí)現(xiàn)簡單的功能：響應(yīng)設(shè)備中斷并返回一個(gè)中斷標(biāo)識(shí)碼。IST是用戶態(tài)線程，負(fù)責(zé)處理具體的中斷事務(wù)。

　　當(dāng)有硬件設(shè)備產(chǎn)生中斷時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入核心ISR執(zhí)行，響應(yīng)設(shè)備中斷并返回一個(gè)中斷標(biāo)識(shí)碼，核心根據(jù)返回的中斷標(biāo)識(shí)碼設(shè)置相應(yīng)的事件，該事件將引起IST的執(zhí)行，處理具體的中斷事務(wù)。處理過程如圖2所示。

　　圖2 WindowsCE中斷處理過程

　　本實(shí)現(xiàn)中用到了下列中斷：SD卡檢測中斷，SDIO中斷和DMA0中斷(DMA0專用于SDHost的DMA數(shù)據(jù)傳輸)。SD卡檢測中斷IST負(fù)責(zé)檢測SD卡的插入和拔出，通知上層應(yīng)用SD插槽的狀態(tài);SDIO中斷IST只是簡單的通知總線驅(qū)動(dòng)有SDIO中斷產(chǎn)生，具體處理交給SDIO卡的驅(qū)動(dòng)程序;DMA0中斷IST負(fù)責(zé)處理SD的DMA數(shù)據(jù)傳送。

　　在WindowsCE中，由于驅(qū)動(dòng)程序DLL運(yùn)行在用戶態(tài)，因此驅(qū)動(dòng)程序要訪問硬件寄存器，必須在驅(qū)動(dòng)程序的進(jìn)程空間分配一段虛擬空間，然后將這段虛擬空間映射到硬件寄存器所映射到內(nèi)核的虛擬地址才能夠完成相應(yīng)的訪問。SDHost驅(qū)動(dòng)程序在初始化的時(shí)候，必須進(jìn)行資源分配和地址映射，配置好各個(gè)GPIO引腳的功能;然后需要?jiǎng)?chuàng)建事件和相應(yīng)的中斷標(biāo)識(shí)碼的關(guān)聯(lián)，創(chuàng)建中斷服務(wù)線程IST，準(zhǔn)備進(jìn)行中斷響應(yīng)服務(wù)。