頻譜儀多種內(nèi)核間通信機制的方案設(shè)計
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ssize_t hpi_read(struct file*file，char*buf，size_t count，loff_t*offp)
其中，參數(shù)file是打開文件的標識符；參數(shù)buf和count就是要向buf指向的地址存放count字節(jié)的數(shù)據(jù)；參數(shù)offp是文件讀取的位置，默認為文件頭，不用設(shè)置。
在read函數(shù)的最開始有如下代碼：
wait_event interruptible(hpi_wait，ev_start)；
down(＆sem)；
……
up(＆sem)；
其中wait_event_interruptible函數(shù)會阻塞進程，使其進入等待隊列。直到DSP的數(shù)據(jù)準備好后，發(fā)來中斷。HPI設(shè)備注冊的中斷處理函數(shù)handler會將變量ev_start置1，同時喚醒hpi_wait等待隊列。read函數(shù)繼續(xù)執(zhí)行之后的代碼，即開始從DSP的HPID寄存器讀取數(shù)據(jù)到參數(shù)buf指向的地址。讀取完成后向DSP指定地址寫入0xffffffff，表示讀取完成。函數(shù)down與up是操作二進制信號量，使瀆取數(shù)據(jù)的過程為“原子”操作，避免執(zhí)行過程中被打斷，從而影響讀取結(jié)果。read函數(shù)的流程如圖5所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/155536.htm
4．1．4 資源的釋放
與hpi_init函數(shù)相對應的是hpi_exit函數(shù)，實現(xiàn)的是資源的釋放。代碼如下：
以上代碼包括中斷資源釋放、映射關(guān)系釋放、內(nèi)存釋放、沒備釋放。與hpi_init函數(shù)比較可看出，釋放的順序與申請注冊的順序正好相反。
4．1．5 模塊的編譯、加載
在驅(qū)動文件的最后加上如下代碼，設(shè)置模塊加載與釋放對應的函數(shù)：
module_init(hpi_init)；
module_exit(hpi_exit)；
完成了驅(qū)動程序的編寫，將源程序文件在Linux開發(fā)環(huán)境下編譯成．ko的模塊文件，使用insmod和rmmod指令來加載和卸載模塊。
4．2 SPI設(shè)備驅(qū)動程序?qū)崿F(xiàn)
在SPI的驅(qū)動設(shè)計中，大體的框架跟HPI是相同的。包括頭文件宏定義的完善、SPI設(shè)備的初始化、file_operations結(jié)構(gòu)中函數(shù)的實現(xiàn)、資源釋放，最后編譯、加載。需要說明的是AT91RM9200自帶了SPI接口，所以初始化時要根據(jù)芯片手冊對SPI接口的I／O線、時鐘、工作模式
等進行配置，才能保證硬件的正常工作。在SPI驅(qū)動的write函數(shù)中，使用了如下代碼：
copy_from_user(Ytos，buf，count)；
在Linux的驅(qū)動設(shè)計中，經(jīng)常涉及到用戶空間和內(nèi)核空間的通信問題，即數(shù)據(jù)的交換。copy_from_user與copy_to_user函數(shù)就是為了實現(xiàn)這一功能。上述代碼實現(xiàn)的功能就是將用戶空間buf的count字節(jié)的內(nèi)容復制到內(nèi)核中定義的數(shù)組Ytos中，從而完成用戶空間和內(nèi)核的數(shù)據(jù)交換。驅(qū)動的其余實現(xiàn)類似HPI，不再詳述。
4．3 驅(qū)動的調(diào)試
對于程序語法的調(diào)試，在編譯的過程中解決。根據(jù)Linux平臺下的交叉編譯器arm-linux-gcc的提示信息，修改出現(xiàn)的語法類錯誤。在保證了驅(qū)動文件的成功編譯后，對于程序功能的調(diào)試，采用打印函數(shù)printk跟蹤調(diào)試。在程序適當?shù)奈恢眉尤雙rintk打印信息，如根據(jù)設(shè)備注冊函數(shù)的返回值來打印成功或者失敗的信息，可以很直觀的了解程序的運行情況，是很有效的調(diào)試方法。在調(diào)試過程中，利用示波器來檢測某些通信端口的電平信息，可以了解到是否有數(shù)據(jù)通信。通過幾種手段的結(jié)合，最后完成驅(qū)動程序的調(diào)試。
結(jié)語
本課題采用ARM、DSP、FPGA的三核構(gòu)建的系統(tǒng)平臺，將它們各自的優(yōu)點有機的結(jié)合起來。在完成各自的數(shù)據(jù)處理后，分別通過HPI、SPI接口進行數(shù)據(jù)交換，在ARM的整體控制下，實現(xiàn)了系統(tǒng)穩(wěn)定運作。而基于ARM的嵌入式Linux操作系統(tǒng)，還能提供友好的人機交互界面。該平臺在智能儀表、信號測試分析等領(lǐng)域都能發(fā)揮很好的作用。
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