基于Linux的現(xiàn)場總線無線通信卡的實現(xiàn)

3.2基于Linux的無線通信卡的軟件設(shè)計

　　無線分散控制站中無線通信卡軟件開發(fā)基于Linux操作系統(tǒng)。由于Linux系統(tǒng)基于802.11b協(xié)議的無線驅(qū)動已經(jīng)很成熟了，而基于Linux操作系統(tǒng)的協(xié)議棧軟件移植也比較容易。因此，選擇Linux系統(tǒng)會有效的提高無線通信卡的開發(fā)周期。

　　基于Linux的無線通信卡與有線的通信卡在協(xié)議棧和功能塊方面大致相同，僅需將應(yīng)用程序向Linux系統(tǒng)上移植即可。但由于采用了Linux系統(tǒng)在與IO模塊控制卡通信的實現(xiàn)上就相對比較復(fù)雜了。與IO模塊控制卡通信的程序流程圖如下圖3-2所示：

圖3-2 與IO模塊控制卡通信的程序流程圖

3.3軟件實現(xiàn)中關(guān)鍵性問題的解決

　　在Linux操作系統(tǒng)下對于中斷及其它系統(tǒng)資源的操作有特定的規(guī)范，如內(nèi)核模式操作和用戶模式操作具有不同操作權(quán)限，內(nèi)核空間與用戶空間也不能隨意互訪。導(dǎo)致如協(xié)議棧無法直接對雙端口RAM進(jìn)行讀寫，也無法直接向I/O模塊控制卡收發(fā)中斷，在Linux系統(tǒng)下，只有在內(nèi)核模式下才可以做到。那么，怎么樣將數(shù)據(jù)寫入到雙端口RAM中，然后發(fā)送中斷信號通知對方及如何響應(yīng)對方的中斷并從雙端口RAM中讀數(shù)是軟件實現(xiàn)中的關(guān)鍵性問題。

3.3.1發(fā)中斷與注冊中斷處理程序的實現(xiàn)

　　由于發(fā)中斷與注冊中斷處理程序是對硬件直接操作，在Linux系統(tǒng)下用戶程序無法直接對其硬件進(jìn)行操作。因此，必須編寫相應(yīng)的內(nèi)核模塊，在內(nèi)核模塊中完成發(fā)中斷與注冊中斷處理程序的操作。在用戶程序中動態(tài)加載相應(yīng)內(nèi)核模塊來達(dá)到用戶程序發(fā)中斷與注冊中斷處理程序的效果。其注冊中斷處理程序的內(nèi)核模塊關(guān)鍵性代碼如下：

　　int init_module（void） //中斷注冊模塊初始化

　　｛ …… /＊ 初始化設(shè)置 ＊/

　　AT91_SYS->AIC_SMR[25]|=0X20; //設(shè)置中斷下跳沿觸發(fā)

　　if （request_irq（n, interrupt_program, INTERRUPT, IRQ1,NULL））

　　// 請求分配中斷號為n的快速中斷處理

　　// interrupt_program為指向處理這個中斷的中斷處理程序的指針

　?。?……/＊沒有申請成功 根據(jù)返回值進(jìn)行出錯處理 ＊ / ｝

　　else

　?。?printk（1> 注冊中斷成功 ! n）;

　　return 0;｝

　　init_waitqueue_head（my_queue）;

　　｝

　　void cleanup_module（void）

　　｛ …… /＊ 釋放資源 ＊/

　　free_irq（n,NULL）; //釋放中斷線n

　　｝

　　在用戶程序中發(fā)中斷時，通過調(diào)用system（send_riq）來動態(tài)執(zhí)行內(nèi)核模塊程序來控制發(fā)送中斷的管腳的信號，從而實現(xiàn)在用戶程序發(fā)中斷的效果。其發(fā)中斷的內(nèi)核模塊關(guān)鍵性代碼如下：

　　AT91_SYS->PIOC_PER |= AT91C_PIO_PC15;//設(shè)置PC15IO使能

　　AT91_SYS->PIOC_OER |= AT91C_PIO_PC15;//設(shè)置PC15輸出使能

　　//發(fā)送一個方波中斷信號

　　AT91_SYS->PIOC_CODR |= AT91C_PIO_PC15;

　　for（i=1;i

　　AT91_SYS->PIOC_SODR |= AT91C_PIO_PC15;

3.3.2雙端口RAM驅(qū)動的實現(xiàn)

　　由于用戶程序不能直接對雙端口RAM進(jìn)行讀寫，因此必須根據(jù)用戶程序的需要編寫雙端口RAM的驅(qū)動，以內(nèi)核模塊的形式動態(tài)加載到系統(tǒng)中去。Linux系統(tǒng)將所有設(shè)備都看做是文件,對設(shè)備的讀寫相當(dāng)于對文件的讀寫。雙端口RAM驅(qū)動模塊加載后，用戶程序就可以像讀寫文件一樣，間接的對雙端口RAM進(jìn)行讀寫了。其雙端口RAM驅(qū)動模塊的主要實現(xiàn)過程如下：

　　static int write_dpram（struct file ＊file, const char ＊buf, u32 count, loff_t ＊f_pos）

　?。?…… /＊ 寫初始化 ＊/

　　copy_from_user（wMessage,buf,count）;

　　…… /＊ 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理 ＊/

　　for （i=0;i

　?。?writeb（wMessage[i], base+wadd）;

　　wadd++; ｝

　　…… /＊向IO模塊控制卡發(fā)中斷信號＊/

　　｝

　　static int read_dpram（struct file ＊file,char ＊buf,u32 count,loff_t ＊f_pos）

　?。?…… /＊讀函數(shù)則調(diào)用相應(yīng)的readb（ ）和copy_to_user（ ）函數(shù)，與寫函數(shù)同理＊/｝

　　static int open_dpram（struct inode ＊inode,struct file ＊file ）

　?。?…… /＊初始化＊/

　　if （!request_mem_region（AT91_DPRAM,BUF_LEN＊sizeof（u8）,DEVICE_NAME））

　　｛ …… /＊未申請到該內(nèi)存空間時進(jìn)行相應(yīng)處理＊/｝ //申請使用內(nèi)存空間

　　base =ioremap（AT91_DPRAM,BUF_LEN＊sizeof（u8））;//為設(shè)備內(nèi)存區(qū)域分配虛擬地址

　　…… /＊ 設(shè)置DPRAM讀寫時序＊/

　?。?p>　　static int release_dpram（struct inode ＊inode,struct file ＊file ）

　　｛ …… /＊ 釋放相應(yīng)資iounmap（ ）和release_mem_region（）;｝

　　以上為DPRAM設(shè)備驅(qū)動的打開、讀寫、關(guān)閉函數(shù)的實現(xiàn)，然后通過以下標(biāo)記化結(jié)構(gòu)將其驅(qū)動的功能映射到前面的具體實現(xiàn)函數(shù)上：

　　static struct file_operations test_fops = ｛

　　read:read_dpram,

　　write:write_dpram,

　　open: open_dpram,

　　release:release_dpram

　　｝;