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VxWorks下PC/104-CAN驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)
摘要：詳細(xì)介紹實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)VxWorks環(huán)境下驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)原理；針對(duì)驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)的困難，給出VxWorks下實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)程序的工作步驟。文件以PC/104-CAN適配卡為例，簡要介紹硬件結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)給出驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)的關(guān)鍵代碼。VxWorks是一款優(yōu)秀的實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)，具有搶占式調(diào)試、中斷延遲小等特點(diǎn)。本文在簡要介紹必備的硬件環(huán)境下，以VxWorks為平臺(tái)，詳細(xì)介紹驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā)。
1 PC/104-CAN適配卡的硬件結(jié)構(gòu)
PC/104-CAN適配卡主要由CAN控制器（SJA1000）、光電隔離（6N137），收發(fā)驅(qū)動(dòng)器（82C250）及譯碼電路組成。編程主要了解的是控制器SJA1000。CAN適配卡原理如圖1所示。
2 CAN地址譯碼和中斷選擇
系統(tǒng)104主板的CPU為486DX，其對(duì)接口板訪問有兩種方式：內(nèi)存映射和I/O訪問。I/O尋址采用專門的指令，每次只能傳送單個(gè)字節(jié)。內(nèi)存映射方式可以訪問較大的地址空間并且指令豐富，便于實(shí)現(xiàn)快速交換數(shù)據(jù)。本文討論的CAN卡采用存映射模式工作，與486DX接口是104總線，它與ISA總線兼容。對(duì)于Intel X86體系的CPU，ISA可以映射的空間為0xC8000～0xEFFFF。使用比較器和地址選擇開關(guān)組成可選端口地址譯碼電路，通過開關(guān)選通內(nèi)存映射基地址（C8000H、C9000H、CA000H、…、EF000H），以避免與其它器件沖突。CAN偏移地址分配如下：
00～FFH SJA1000的寄存器；
100H～1FFH 對(duì)該范圍內(nèi)的任意地址進(jìn)行寫操作，均可導(dǎo)致CAN硬件復(fù)位。
SJA1000的INT引腳通過跳線選擇IRQ3～7、IRQ9～12或IRQ15中的一個(gè)，避免與其它的適配卡沖突。
3 PC/104-CAN適配卡驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)
3.1 VxWorks驅(qū)動(dòng)概述
VxWorks操作系統(tǒng)有兩種方式實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)。第一種方式是，把設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序作為獨(dú)立任務(wù)實(shí)現(xiàn)，直接在頂層任務(wù)中實(shí)現(xiàn)硬件操作，完成特有專用的驅(qū)動(dòng)程序。第二種方式是，VxWorks的I/O系統(tǒng)將設(shè)備程序作為內(nèi)核過程實(shí)現(xiàn)。這種方式便于實(shí)現(xiàn)I/O子系統(tǒng)的層次模型，便于文件系統(tǒng)一起把設(shè)備作為特殊文件處理，提供統(tǒng)一的管理、統(tǒng)一的界面和統(tǒng)一的使用方法，并把設(shè)備、文件及網(wǎng)絡(luò)通信組織成為一致的更高層次的抽象，為用戶提供統(tǒng)一的系統(tǒng)服務(wù)和用戶接口。我們和這種驅(qū)動(dòng)方式。
作為I/O系統(tǒng)和硬件設(shè)備之間的連接層，VxWorks驅(qū)動(dòng)就是屏蔽硬件操作，為I/O系統(tǒng)提供服務(wù)。實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的驅(qū)動(dòng)，必須了解VxWorks下I/O的三個(gè)基本元素：File、Driver和Dervice。File是為用戶提供訪問設(shè)備的統(tǒng)一接口；Driver是實(shí)現(xiàn)具體的基本控制函數(shù)，也就是實(shí)現(xiàn)I/O系統(tǒng)所需要的接口；而Device則是一個(gè)抽象的硬件設(shè)備，是一系列的結(jié)構(gòu)體、變量和宏定義對(duì)實(shí)際物理設(shè)備的定義。一般而言，實(shí)現(xiàn)一個(gè)驅(qū)動(dòng)應(yīng)該有三個(gè)基本的步驟：①用編程語言完成對(duì)實(shí)際物理設(shè)備的抽象；②完成系統(tǒng)所需要的各類接口及自身的特殊接口；③將驅(qū)動(dòng)集成到操作系統(tǒng)中。之后還有一些調(diào)試工作。
3.2 VxWorks I/O系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序框架
VxWorks為各種設(shè)備（包括字符設(shè)備、塊設(shè)備、虛擬設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備）提供統(tǒng)一的訪問接口，包括七種基本的I/O函數(shù)：open(filename、flags、mode)，create（filename、flags）,read(fd、
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