0 引 言
嵌入式系統(tǒng)需要支持的外部設備種類繁多，如何構造運行良好的嵌入式設備的驅動程序，對嵌入式操作系統(tǒng)的實際應用有重要意義。eCos是一種源代碼公開的實時嵌人式操作系統(tǒng)，對嵌入式應用具有良好的支持，內核專門設計了便于設備驅動管理和開發(fā)的I／O包和DEV包，開發(fā)人員可以方便地將自己開發(fā)的驅動程序加入其中，與別的系統(tǒng)組件一起進行配置。
1 系統(tǒng)目標板簡介
硬件目標板是為無人機系統(tǒng)設計的系統(tǒng)開發(fā)板，它是從Arca系統(tǒng)測試板經過功能簡化設計而來的滿足無人機系統(tǒng)要求的目標板。硬件目標板如圖1所示。
GT2000支持SRAM，FLASH，ROM，VLIO(靜態(tài)段支持可變等待時間I／O設備)和SDRAM(同步動態(tài)RAM)等外部擴展存儲器。GT2000的外部地址空間是按體(bank)劃分的，有四個體屬于靜態(tài)存儲器區(qū)域，由引腳CS0～CS3選擇，在將FLASH，SRAM，VLIO(用作其他外設接口)等靜態(tài)I／O設備地址分別設計在CS0～CS2區(qū)域內，由GT2000內部的外部內存訪問接口(EMI)控制器中的靜態(tài)內存訪問控制寄存器(SMCR)進行訪問控制，分配地址訪問接口。
系統(tǒng)目標板選用兩片Intel公司的TE28F320的FLASH(16位)并聯獲得32位總線寬度。Intel公司的TE28F320是32 Mb(2 M×16 b)多功能FLASH，2．7～3．6 V單電源供電，讀取時間為70 ns，封裝格式為48-Pin TSoP(12 mm×20 mm)或48-Ball TFB-GA，可被擦寫10 000次。方舟的JTAG仿真器支持TE28F320 FLASH，可以通過JTAG接口進行在線讀寫和擦除，這給調試程序和硬件提供了方便。
FLASH的電路原理圖以及GT2000的引腳“K[2．．1]／MD_MEM[1．．0]”設置如圖2所示。
2 eCos驅動程序的體系結構與驅動程序設計模式
eCos操作系統(tǒng)的設備驅動程序通常包含以下內容：提供一些底層函數，負責完成設備初始化與配置、注冊設備，從設備收發(fā)數據、控制設備、處理設備中斷等，并進行設備管理。eCos操作系統(tǒng)內核支持設備驅動程序的同步、計時、內存管理、緩沖區(qū)管理、設備名空間及資源管理等。
eCos系統(tǒng)的I／O包中包含了設備的驅動程序接口模塊，全部是以組件的形式存在。設備驅動程序模塊支持系統(tǒng)設計的分層結構。設備I／O包中的程序需要使用設備DEV包中的程序，而設備DEV包中的程序需要調用eCos的硬件抽象層包中的底層接口函數，如圖3所示。
2．1 設備驅動程序用戶API
eCos為應用程序提供了一組用戶API函數，這些操作包括對設備進行初始化和配置，獲取配置信息，對設備進行讀寫等。設備驅動程序必須使用設備句柄進行設備操作，通過cyg_io_lookup()函數把設備在系統(tǒng)中的惟一名字映射成設備句柄。
2．2 eCos驅動程序與內核及HAL的接口
應用程序在使用設備的時候，通過驅動程序的用戶API函數訪問設備驅動程序，設備驅動程序又調用設備內核API函數與內核和硬件抽象層HAL進行交互，設備驅動程序和內核又通過硬件抽象層HAL對硬件平臺進行操作。
eCos內核向設備驅動程序提供調度、時鐘、同步、中斷等內核服務的支持。在某些嵌入式應用中，部分內核服務并不是必需的。在配置時不選擇Kernel包，設備驅動程序的內核服務支持由硬件抽象層提供。
HAL包含所有與平臺相關的代碼，是eCos操作系統(tǒng)對硬件進行的抽象定義，它直接控制和訪問硬件，為eCos內核和高層代碼提供服務。
