摘 要：采用eCos系統對SPCE3200的SD卡驅動程序進行開發。圍繞編寫設備表入口、實現設備接口函數、設計CDL文件、向組件庫添加驅動程序包等幾個方面，對SPCE3200的SD卡驅動程序在eCos系統中的實現進行了詳細敘述。
關鍵詞：嵌入式系統；設備驅動程序；組件定義語言
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設備驅動程序是介于硬件和嵌入式系統eCos內核之間的軟件接口，是一種底層的、專用于某一硬件的軟件組件。在eCos系統[1]中，設備驅動程序以包（Package）的形式存在，當需要使用該設備時，通過eCos環境配置工具把該設備驅動程序包加載到內核中，編譯后生成一個庫文件，用戶使用時，只需要打開該設備，直接調用接口API函數即可。設備驅動程序的作用如圖1所示[2]。
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在eCos系統中一般把設備分為4類：字符設備、塊設備、網絡接口、其他設備。
SPCE3200是凌陽公司推出的一款32位支持嵌入式系統處理器，其內部具有SD卡控制器，屬于塊設備類[3]。對SPCE3200內部的SD卡控制器必須編寫驅動程序，以便完成SD卡的讀寫操作。下面將介紹具體實現過程，這里規定SD卡使用“/dev/sd”作為其名稱。
1 建立SD卡驅動程序目錄結構
在編寫驅動程序前，首先需要為SD卡驅動建立其目錄結構。eCos系統要求所有驅動程序均保存在/packages/devs目錄下的對應子目錄內，按照圖2所示在eCos/ packages/devs/sd/Spce3200 目錄下分別建立名為“cdl”、“include”、“current”3個目錄，分別用于存放SD卡驅動所需的cdl文件、驅動程序頭文件和源程序文件。
2? 建立SD卡驅動程序文件
在cdl目錄內，首先創建一個叫做“sd_spce3200.cdl”的文件。然后，在src目錄內建立一個名為“sd_spce3200.c”驅動程序的源程序，并將名為“sd_card_driver_spce3200.c”的文件復制到src目錄內，該文件是凌陽科技提供的針對SPCE3200內部SD卡控制器的基本操作程序。
3 設計SD卡驅動的CDL文件
組件定義語言CDL（Component Definition Language）是eCos組件框架的一個關鍵部分。eCos中所有的包都必須具有至少一個CDL腳本對其進行描述[4]。CDL腳本包含了該包中所有配置選項的詳細信息，并提供了如何對該包進行編譯的信息[5]。這里，在CDL文件的模板框架中添加關于SD卡配置項的代碼如下：
cdl_package CYGPKG_DEVS_SD_SPCE3200 {
display 'SD driver for SPCE3200'
include_dir cyg/io
compile sd_card_driver_spce3200.c
compile -library=libextras.a sd_spce3200.c
description 'SD driver for SCORE SPCE3200'
cdl_component CYGPKG_DEVS_SD_SPCE3200_OPTIONS {
display'CompileOptions'
flavor rnone
no_define
cdl_optionCYGDAT_DEVS_SD_SPCE3200_NAME{
display 'Device name for theSDDriver'
flavor data
default_value{''/dev/sd''}
description ' This option specifies the name of the sd-card device'
}
}
}
4? 編寫SD卡設備表入口
配置好CDL文件后，便可編寫設備I/O函數表宏以及設備表入口宏，分別如下：
BLOCK_DEVIO_TABLE(sd_spce3200_handlers, // I/O 函數表的標識
sd_WriteSector,? //SD卡寫操作函數
sd_ReadSector,? //SD卡讀操作函數
NULL,? ? //選擇函數，SD 卡驅動不需要支持
sd_get_config,? ?//讀SD卡配置狀態函數
sd_set_config?? //SD卡配置函數
);
BLOCK_DEVTAB_ENTRY(sd_spce3200_device,?? //SD卡驅動入口標識
CYGDAT_DEVS_SD_SPCE3200_NAME, ????? //SD卡驅動的名稱，在cdl文件里定義
NULL,?? //SD卡驅動不依賴于其他設備
&sd_spce3200_handlers,?//SD 卡設備 I/O 函數表標識
&SD_Initial,?? ?//SD 卡初始化函數
0,????? //SD卡查找函數
0????? //SD卡驅動的私有指針
);?
5? 實現SD卡設備接口函數
接下來需要實現上面提到的幾個接口函數，這些函數是上層訪問硬件設備的唯一通道。在凌陽科技提供的sd_card_driver_spce3200.c文件中包含了SD卡初始化、讀寫操作等函數[6]，它們分別為：SD卡初始化函數int __SDDrv_SDDrv_Initial__(void)、SD卡扇區寫操作函數int _SDDrv_SDDrv_WriteSector_ (unsigned int block, unsigned int blocknum, unsigned? char *outaddr)、SD卡扇區讀操作函數int _SDDrv_SDDrv_ReadSector_ (unsigned int block, unsigned int blocknum, unsigned char *buf)。
但這些函數都不是基于操作系統的，而是SD卡的基本操作函數。需要將它們封裝成eCos操作系統下的驅動程序。這就需要用到凌陽科技提供的SD卡設備驅動接口函數，包括SD卡設備批量寫操作函數sd_WriteSector()、SD卡設備批量讀操作函數sd_ReadSector()、SD卡讀設備配置狀態函數sd_get_config()、SD卡設備設置函數sd_set_config()[7]。
完整的SD設備驅動源程序文件的代碼如下：
//--------文件名：sd_spce3200.c------------//
//----------包含相關頭文件-------------//
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
//-------------驅動函數實現--------------//
static bool sd_init(struct cyg_devtab_entry* tab)
{
bool InitResult = true;
if(__SDDrv_SDDrv_Initial( )==0
InitResul=true;
else
InitResult=false;
returen(InitResult);
}
static int sd_WriteSector(void* disk, const void* buf_arg, cyg_uint32 *blocks, cyg_uint32 first_block)
{
cyg_intret=ENOERR;
ret=__SDDrv_SDDrv_WriteSector__(first_block,*blocks,(cyg_uint8 *)buf_arg); (1)
return ret;
}
static int sd_ReadSector(void* disk, void* buf_arg, cyg_uint32 *blocks, cyg_uint32 first_block)
{
cyg_int32 ret = ENOERR;
ret = __SDDrv_SDDrv_ReadSector__(first_block,*blocks,(cyg_uint8*)buf_arg); (1)
return ret;
}
static Cyg_ErrNo sd_get_config(disk_channel* chan, cyg_uint32 key, const void* buf, cyg_uint32* len)
{
return -EINVAL;
}
static Cyg_ErrNo sd_set_config(disk_channel* chan, cyg_uint32 key, const void* buf, cyg_uint32*? len)
{
return? -EINVAL;
}
//-------------設備 I/O 函數表-----------//
（略，見前面）
//----------設備表入口----------------//
（略，見前面）
6 向eCos數據庫中添加SD卡驅動程序組件包
在ecos.db中的任意位置加如下程序段：
package CYGPKG_DEVS_SD_SPCE3200 {
alias{'SD support for Score SPCE3200'}
directory devs/sd/score/spce3200
script sd_spce3200.cdl
description '
This package contains hardware support for theSDCard
on the Score SPCE3200 EV Board.'
}
“devs/sd/score/spce3200”指示了SD卡設備驅動的路徑，該路徑是相對于/packages目錄的[8]。此時打開eCos配置工具添加包時，就可以看見SD卡驅動程序組件包已經出現在eCos數據庫中，如圖3所示。點擊“Add”加載到平臺上并編譯生成一個名為“CIGPRG_DEVS_SD_SPCE3200.ecc”的庫文件，即SD卡驅動程序庫文件。
至此，在嵌入式操作系統cCos中成功地創建了一個基于凌陽SPCE3200的SD卡驅動程序。有了該驅動程序，就能正常訪問SD卡了。
除了通過I/O組件訪問硬件設備之外，eCos還提供了FAT文件系統用以管理塊設備。FAT文件系統的使用，可以大大方便嵌入式系統與PC系統之間的文件交換，并為應用程序提供更為方便的操作接口。
參考文獻
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[2]?周源. 片上系統(SOC)設計流程及其集成開發環境[J]. 上海應用技術學院學報，2008，32（4）：23-26.
[3]?管曉春. 基于凌陽SPCE061A的嵌入式應用系統設計[J]. 電子產品世界，2008，187（2）：10-13.
[4]?TOM R. H. ARM dons armor-trustzone security extensions strengthen ARMv6 architecture'[J]. MPR August 25, 2007,(5):14-17.
[5]?JACH? B. Common criteria portal. http://www.commoncriteriaportal.org/.2006.
[6]?凌陽科技. SPCE3200嵌入式eCos系統驅動開發. http://www.unsp.com/. 2008.
[7]?羅亞非. 凌陽16位單片機應用基礎[M]. 北京：北京航空航天大學出版社，2007：132-134.
[8]?凌陽科技. SPCE3200實驗儀——eCos平臺篇. http://www.unsp.com/.2008.