基于ARM嵌入式系統(tǒng)的RFID驅(qū)動程序設計

RFID的讀操作將判斷緩沖區(qū)是否為空，如果不為空，就把緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)拷貝至數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，并拷至用戶空間中；如果為空，進程就會進入休眠，等待緩沖區(qū)接收到數(shù)據(jù)后，進入中斷喚醒進程。在進入ShockBurst RX模式后，本地nRF905會自動監(jiān)測空中的信息，在nRF905發(fā)現(xiàn)和接收頻率相同的載波時，載波檢測信號CD被置高，觸發(fā)中斷，在中斷例程中只是延時一段時間，等待nRF905接收到有效的目的地址時，地址匹配信號置高。當nRF905接收到有效的數(shù)據(jù)包后，數(shù)據(jù)準備就緒信號DR會觸發(fā)中斷，進入中斷例程，進入Standby模式，把接收到的數(shù)據(jù)通過SPI接口讀入緩沖區(qū)內(nèi)，而后喚醒進程，把緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)拷貝至用戶空間中。當所有的數(shù)據(jù)被讀出后，nRF905的AM和DR信號線會被置低。nRF905切換到下一狀態(tài)。RFID驅(qū)動接收流程如圖3所示。

3 功能測試
測試主要分為兩部分，首先對底層SPI接口部分做調(diào)試，然后在此基礎(chǔ)上，對RFID驅(qū)動進行功能測試。
硬件方面，利用S3C2440開發(fā)板的擴展口與nRF905模塊連接，擴展口中用到的GPIO資源在驅(qū)動程序中設置。另外，用RS-232串口將開發(fā)板與PC機相連，利用內(nèi)核的Debug功能[6]，通過PC機對開發(fā)板進行控制，完成驅(qū)動加載和應用程序的運行。
軟件方面，基于S3C2440的嵌入式平臺需要完整的嵌入式操作系統(tǒng)資源，包括bootloader、kernel、文件系統(tǒng)。在對內(nèi)核進行剪裁后，將bootloader、kernel、文件系統(tǒng)通過JTAG燒入NAND Flash中。操作系統(tǒng)要保證內(nèi)核、文件系統(tǒng)以及硬件設備正常運行。
3.1 SPI驅(qū)動功能測試
SPI驅(qū)動測試主要測試驅(qū)動程序的功能，測試驅(qū)動程序是否能夠控制SPI主從設備正確傳輸數(shù)據(jù)。資源包括S3C2440開發(fā)平臺、Linux2.6.12內(nèi)核源碼包、示波器。系統(tǒng)運行后，加載SPI驅(qū)動，運行編寫的上層應用程序進行數(shù)據(jù)收發(fā)，并用示波器觀察波形。
3.2 RFID驅(qū)動程序測試
在測試SPI驅(qū)動成功后，重新啟動系統(tǒng)，待系統(tǒng)成功運行后，加載RFID驅(qū)動程序，運行為其編寫的測試程序，測試兩nRF905無線模塊間的通信。S3C2440的GPIO資源與nRF905信號線對應關(guān)系如下：
Power down模式： PWR GPJ12
載波檢測輸出： CD GPG6
地址匹配輸出： AM GPB9
數(shù)據(jù)就緒輸出： DR GPG1
SPI主入從出： MISO GPE11
SPI主出從入： MOSI GPE12
SPI時鐘： SCK GPE13
SPI使能： CSN GPB10
發(fā)送/接收使能： TRX_CE GPG8
發(fā)送/接收模式： TX_EN GPG0
兩個平臺分別為：ARM9嵌入式平臺和MSP430單片機平臺。在ARM平臺運行發(fā)送測試程序，而單片機平臺運行接收測試程序，之后交換。接收端將接收到發(fā)送端發(fā)送的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)在PC機終端顯示。
當ARM發(fā)送端的應用程序中發(fā)送字符串“aaaaaaaa”時，單片機端的nRF905模塊接收寄存器中收到轉(zhuǎn)換后的ASCII碼“97”；當ARM端作為接收端而單片機作為發(fā)送端時，ARM端運行接收程序后，在用戶空間即顯示終端上顯示了接收到的數(shù)據(jù)“abcd…”。表明此RFID驅(qū)動程序成功實現(xiàn)了控制nRF905無線收發(fā)器進行數(shù)據(jù)接收傳輸?shù)墓δ堋?BR> 本文介紹了一種基于ARM9 S3C2440嵌入式平臺擴展RFID驅(qū)動的設計方案，設計了硬件擴展電路和相應的驅(qū)動程序，通過了并測試。實現(xiàn)了嵌入式平臺間的RFID短距離即時通信功能。嵌入式RFID驅(qū)動將推動RFID技術(shù)在應用領(lǐng)域中的發(fā)展，將會支持更多的射頻硬件，根據(jù)此驅(qū)動可以開發(fā)更多的應用程序，滿足多種需求。
參考文獻
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[5] Jonathan Corbet,Alessandro Rubini,Greg Kroah-Hartman. Linux device drivers[M].Sebastopol：O’Reilly Media，2005.
[6] BOVERT D P，MARCO C著.深入理解Linux內(nèi)核(第三版)[M].陳莉君，張瓊聲，張宏偉，譯.北京：中國電力出版社，2007.