VxBus是風(fēng)河公司新的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序架構(gòu)，是VxWorks新增的特性，它是在VxWorks6.2及以后版本被增加到VxWorks中的。在以前的版本中，驅(qū)動(dòng)程序并沒(méi)有和工程配置集成到一起，如果要配置設(shè)備驅(qū)動(dòng)，就要通過(guò)修改BSP目錄下的config.h和syslib.c文件來(lái)完成。而基于VxBus架構(gòu)模型的好處是允許驅(qū)動(dòng)的集成和配置在Workbench工程中完成。這就意味著在Workbench環(huán)境下，每個(gè)驅(qū)動(dòng)程序都能通過(guò)可視化環(huán)境進(jìn)行配置，都能夠按要求添加或刪除設(shè)備。本文結(jié)合基于PCI2040數(shù)據(jù)采集卡驅(qū)動(dòng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程[1]，分析了VxBus架構(gòu)下驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。

1 VxBus簡(jiǎn)介

VxBus是指在VxWorks中用于支持設(shè)備驅(qū)動(dòng)的特有的架構(gòu)，這種架構(gòu)包含對(duì)minimalBSP的支持。它包括以下功能:①允許設(shè)備驅(qū)動(dòng)匹配對(duì)應(yīng)設(shè)備;②提供驅(qū)動(dòng)程序訪(fǎng)問(wèn)硬件的機(jī)制;③軟件其他部分訪(fǎng)問(wèn)設(shè)備功能;④在VxWorks系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)設(shè)備驅(qū)動(dòng)的模塊化。VxBus在總線(xiàn)控制器驅(qū)動(dòng)程序服務(wù)的支持下，能在總線(xiàn)上發(fā)現(xiàn)設(shè)備，并執(zhí)行一些初始化工作，使驅(qū)動(dòng)與硬件設(shè)備之間正常的通訊。
圖1是VxBus在整個(gè)系統(tǒng)中的位置示意圖。從圖1中可以看到，VxBus起到了輔助總線(xiàn)的作用，提供了對(duì)總線(xiàn)控制驅(qū)動(dòng)的支持。

在VxWorks6.2版本發(fā)布前，設(shè)備驅(qū)動(dòng)并不能被集成到VxWorks工程配置當(dāng)中，為了添加或移出設(shè)備驅(qū)動(dòng)，需要有豐富的BSP和驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)相關(guān)的知識(shí)[2]。并且在驅(qū)動(dòng)被添加或移出時(shí)要去做一些管理VxWorks工程的額外的工作。作為VxWorks系統(tǒng)組件的一部分，VxBus消除了上面遇到的一些難題，各種驅(qū)動(dòng)和支持組件的添加與刪除完全可以在Workbench工程中進(jìn)行，而不需要BSP和驅(qū)動(dòng)相關(guān)的知識(shí),也不會(huì)在添加、刪除驅(qū)動(dòng)時(shí)增加管理VxWorks工程的額外工作。因此大大方便了BSP的開(kāi)發(fā)。

2 硬件介紹

TI公司推出的PCI2040是一款用于實(shí)現(xiàn)PCI局部總線(xiàn)與DSP之間無(wú)縫鏈接的專(zhuān)用芯片。在VxWorks實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)主機(jī)與DSP的通訊，系統(tǒng)利用PCI2040實(shí)現(xiàn)TMS320VC5410與主機(jī)的通訊。由于PCI2040是TI的配套專(zhuān)用芯片，硬件級(jí)的連接比較簡(jiǎn)單，將對(duì)應(yīng)的引腳連接即可。需要注意的是，未用的輸入信號(hào)線(xiàn)需要通過(guò)上拉電阻上拉至有效邏輯電平。TMS320VC5410的MCBSP0與TLC2548連接，實(shí)現(xiàn)8路12位A/D數(shù)據(jù)的采集。TMS320VC5410將采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)PCI2040傳輸?shù)街鳈C(jī)上，數(shù)據(jù)在主機(jī)上得到進(jìn)一步的處理。硬件連接框圖如圖2所示。

3 驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)

基于VxBus架構(gòu)下PCI2040設(shè)備驅(qū)動(dòng)的開(kāi)發(fā)主要包括設(shè)備的初始化、設(shè)備控制以及設(shè)備驅(qū)動(dòng)如何以組件形式添加到Workbench配置界面中。下面分步介紹它的實(shí)現(xiàn)。
3.1設(shè)備驅(qū)動(dòng)初始化
設(shè)備的初始化，包含在BSP的初始化過(guò)程中[3]，主要分三個(gè)階段，如圖3所示。

3.1.1內(nèi)核預(yù)初始化階段

系統(tǒng)上電啟動(dòng)，CPU在上電時(shí)跳轉(zhuǎn)到一個(gè)指定的地址，開(kāi)始執(zhí)行指令，初始化內(nèi)存和CPU,然后是VxWorks的初始化處理。

在VxWorks內(nèi)核預(yù)初始化早期，BSP的sysHwInit()函數(shù)被執(zhí)行[4]，在這個(gè)函數(shù)中，設(shè)備驅(qū)動(dòng)初始化工作第一步被執(zhí)行。sysHwInit()函數(shù)執(zhí)行一些早期的初始化，調(diào)用hardWareInterFaceInit()函數(shù)，執(zhí)行初始化硬件內(nèi)存分配機(jī)制，這步允許在系統(tǒng)內(nèi)存池初始化之前，限制為設(shè)備驅(qū)動(dòng)分配內(nèi)存，這個(gè)函數(shù)接著調(diào)用hardWareInterFaceBusInit()，在hardWareInterFaceBusInit()函數(shù)中完成所有設(shè)備驅(qū)動(dòng)和模塊的注冊(cè)工作。PCI2040的注冊(cè)函數(shù)是vxbPci2040Register()。vxbPci2040Register()通過(guò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，向系統(tǒng)注冊(cè)一些設(shè)備初始化函數(shù)。