WindowsCE.Net下基于流驅動的AD驅動設計與實現

0 引言

Windows CE.Net 是一個32位、多任務、多線程的完全搶占式的實時操作系統。它提供了眾多強大工具適應于快速構建新一代內存少、體積小的智能設備，如工業控制器、手持式設備等。該系統的特點是專為各種具有嚴格資源限制的硬件系統所設計的。為了將操作系統和硬件設備連接起來，連接硬件和應用軟件的驅動就非常重要。該論文主要針對SAMSUNG公司以ARM9為內核的S3C2410進行分析，介紹在Windows CE.Net 系統下進行底層設備流接口驅動的原理和開發方法并提供AD驅動程序的實例。

1 S3C2410芯片片上AD介紹

S3C2410 是一款基于ARM920T的16/32位RISC微處理器,擁有高性價比，低功耗等特點，也是目前市面上出現較多的嵌入式開發板的處理器之一，具有8路 10位的A/D轉換，S3C2410上的A/D轉換器在2.5MHZ的時鐘下，最大轉化速率可達500KSPS，A/D轉換器支持片上采樣和保持功能。 S3C2410微處理對AD轉換進行的操作,主要是對下面的兩個寄存器進行讀/寫:ADC 控制寄存器,ADCCON ；ADC 數據寄器,ADCDAT0。

2 流接口驅動

Windows CE.Net 支持四種驅動模型：本地驅動、流驅動、USB、NDIS[1]。本文只針對流驅動進行介紹。

2.1 流接口驅動體系結構

流驅動將設備抽象為文件進行操作，它體系結構如圖1所示。應用程序使用文件API對設備進行訪問，文件API被操作系統轉發到FileSys.exe進程中；然后FileSys.exe發現是對設備進行操作，就會把執行交給設備管理器；接著設備管理器根據具體的請求，調用不同的流接口驅動程序中暴露的接口；最終驅動程序負責與硬件交互[2-3]。

圖1流接口驅動的體系結構

2.2　流接口函數

流接口驅動程序是動態連接庫，由設備管理程序的特殊程序加載、管理和卸載,與具有單獨目的接口的內部驅動程序相比,流接口驅動程序使用同一個接口并調用同一個函數集-流接口函數[4]。Windows CE.Net 系統規定流接口的入口點如表1，對應著直接或者間接調用流接口函數的系統組件或文件API函數。生成一個DLL后,就用設備文件名前綴替換入口點名字中的XXX。

表1 流接口入口函數

2.3　流接口驅動工作原理

在流驅動工作原理中需要包括幾個重要的工作實體：硬件、流接口驅動驅動程序、系統注冊表、設備管理器、應用程序。整個驅動程序工作原理如圖2所示。

流驅動的工作順序如下：1)加載驅動。在當系統啟動時，設備管理器搜尋注冊表的 HKEY_LOCAL_MACHINEDriverBuiltIn鍵下面的子鍵，并逐一加載子鍵下的每個驅動，此過程叫BusEnum。2)設備管理器從注冊表的dll鍵值中獲取驅動程序所在的DLL文件名。3)設備管理器調用LoadDriver()函數把DLL加載到自己的虛擬地址空間內。4)設備管理器在注冊表的HKEY_LOCAL_MACHINEDriverActive下面，記錄所有已經加載的驅動程序[2]。 5)設備管理器調用驅動中的XXX_Init()函數。6)在XXX_Init()中，通常對硬件進行一些基本的初始化操作。通過以上6步，流接口驅動被成功加載。7)應用程序使用該設備。首先它調用CreateFile()打開設備。CreateFile()是在FileSys.exe中實現的。但是 FileSys.exe只作簡單判斷，如果發現打開的設備驅動程序而不是一個文件，那么就重新把主動權交還給設備管理器。8)設備管理器調用驅動程序中的 XXX_Open()函數打開設備。在XXX_Open()中，驅動程序可能會對硬件進行一些額外的初始化工作，使硬件進入工作狀態。 9)XXX_Open()函數把打開設備的結果返回給設備管理器。10)設備管理器把XXX_Open()返回的結果，再返回給應用程序的 CreateFile()函數調用。通過7-10步，設備已被成功打開，至此就可以對設備進行讀寫和控制操作。11)應用程序使用第7步 CreateFile()函數返回的句柄作為ReadFile() / WriteFile()的第一個參數，向設備發送讀請求。同樣ReadFile() / WriteFile()要經過FileSys.exe轉發給設備管理器。12)設備管理器調用驅動程序中的XXX_Read() / XXX_Write() 函數，讀取設備的數據信息或向設備寫信息。13)在流驅動程序中，XXX_Read() / XXX_Write() 函數可與硬件交互，從硬件中讀取必要的信息或向硬件寫必要的信息。然后返回給設備管理器，再返回給應用程序。