推薦一個(gè)輕量級(jí)的嵌入式系統(tǒng)框架

mr-library 是一個(gè)面向嵌入式系統(tǒng)的輕量級(jí)框架，提供統(tǒng)一的底層驅(qū)動(dòng)設(shè)備模型以及基礎(chǔ)服務(wù)功能，具有模塊化設(shè)計(jì)、可配置性和擴(kuò)展性的特點(diǎn)， 可幫助開發(fā)者快速構(gòu)建嵌入式應(yīng)用程序。

mr-library 框架支持互斥鎖、對(duì)象管理等基礎(chǔ)內(nèi)核功能。集成異步事件驅(qū)動(dòng)框架（event）、多時(shí)基軟件定時(shí)器(soft-timer) 等服務(wù)。提供串口、SPI、I2C、ADC/DAC等常見外設(shè)的驅(qū)動(dòng)設(shè)備模型，通過統(tǒng)一的驅(qū)動(dòng)接口（open、close、ioctl、read、write）訪問底層硬件設(shè)備，解耦底層驅(qū)動(dòng)和應(yīng)用。

• MCU開發(fā)的低層驅(qū)動(dòng)程序。
• RTOS實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的外掛框架（作為驅(qū)動(dòng)設(shè)備框架使用）。
• 各類IoT和智能硬件產(chǎn)品的快速開發(fā)。

開發(fā)者能以面向?qū)ο蟮姆绞皆L問外設(shè)，簡(jiǎn)化驅(qū)動(dòng)邏輯的開發(fā)流程?？蚣軐?shí)現(xiàn)了常用外設(shè)的通用驅(qū)動(dòng)模板，開發(fā)者可以快速移植到不同的硬件平臺(tái)。

驅(qū)動(dòng)設(shè)備框架支持普通設(shè)備的通用接口、總線設(shè)備自動(dòng)總線控制、多種設(shè)備的中斷接管。

設(shè)備驅(qū)動(dòng)框架提供統(tǒng)一的操作接口，設(shè)備的所有操作都需要通過以下接口實(shí)現(xiàn)：

/* 定義SPI設(shè)備 */
#define SPI_DEVICE0_CS_PIN              10
#define SPI_DEVICE1_CS_PIN              20
struct mr_spi_device spi_device0, spi_device1;
/* 添加SPI設(shè)備 */
mr_spi_device_add(&spi_device0, "spi10", SPI_DEVICE0_CS_PIN);
mr_spi_device_add(&spi_device1, "spi11", SPI_DEVICE1_CS_PIN);
/* 查找SPI設(shè)備 */
mr_device_t spi0_device = mr_device_find("spi10");
mr_device_t spi1_device = mr_device_find("spi11");
/* 掛載總線 */
mr_device_ioctl(spi0_device, MR_CTRL_ATTACH, "spi1");
mr_device_ioctl(spi1_device, MR_CTRL_ATTACH, "spi1");
/* 以可讀可寫的方式打開SPI設(shè)備 */
mr_device_open(spi0_device, MR_OPEN_RDWR);
mr_device_open(spi1_device, MR_OPEN_RDWR);
/* 發(fā)送數(shù)據(jù) */
char buffer0[] = "hello";
char buffer1[] = "world";
mr_device_write(spi0_device, 0, buffer0, sizeof(buffer0) - 1);
mr_device_write(spi1_device, 0, buffer1, sizeof(buffer1) - 1);
/* 讀取數(shù)據(jù) */
mr_device_read(spi0_device, 0, buffer0, sizeof(buffer0) - 1);
mr_device_read(spi1_device, 0, buffer1, sizeof(buffer1) - 1);
/* 關(guān)閉設(shè)備 */
mr_device_close(spi0_device);
mr_device_close(spi1_device);

mr-library 框架集成了輕量級(jí)的服務(wù)框架，用于構(gòu)建嵌入式開發(fā)中的應(yīng)用服務(wù)，支持異步事件監(jiān)聽，多時(shí)基軟件定時(shí)器等。通過服務(wù)框架完成對(duì)應(yīng)用層不同應(yīng)用間的解耦，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序的模塊化，可裁剪，業(yè)務(wù)邏輯清晰，開發(fā)快速，代碼高度復(fù)用。

事件服務(wù)是一種異步事件處理機(jī)制,它通過事件分發(fā)和回調(diào)的方式,可以有效地提高系統(tǒng)的異步處理能力、解耦性和可擴(kuò)展性。

事件服務(wù)包含兩個(gè)部分:事件服務(wù)器和事件。

• 事件服務(wù)器用于接收和分發(fā)事件，其內(nèi)部維護(hù)一個(gè)事件隊(duì)列用于存儲(chǔ)待處理事件和一個(gè)事件列表用于存儲(chǔ)已創(chuàng)建事件。
• 事件需要?jiǎng)?chuàng)建到事件服務(wù)器并提供一個(gè)回調(diào)函數(shù)。

當(dāng)事件發(fā)生時(shí),事件服務(wù)器會(huì)將事件插入到事件隊(duì)列中進(jìn)行緩存。事件服務(wù)器會(huì)周期性地從事件隊(duì)列中取出事件進(jìn)行分發(fā),找到對(duì)應(yīng)的事件回調(diào)進(jìn)行事件處理。

/* 定義事件 */
#define EVENT1                          1
#define EVENT2                          2
#define EVENT3                          3
/* 定義事件服務(wù)器 */
struct mr_event_server event_server;
mr_err_t event1_cb(mr_event_server_t server, void *args){
    printf("event1_cbrn");
    
    /* 通知事件服務(wù)器事件2發(fā)生 */
    mr_event_notify(EVENT2, server);
    return MR_ERR_OK;
}
mr_err_t event2_cb(mr_event_server_t server, void *args){
    printf("event2_cbrn");
    /* 通知事件服務(wù)器事件3發(fā)生 */
    mr_event_notify(EVENT3, server)
    return MR_ERR_OK;
}
mr_err_t event3_cb(mr_event_server_t server, void *args){
    printf("event3_cbrn");
    return MR_ERR_OK;
}
int main(void){
    /* 添加事件服務(wù)器到內(nèi)核容器 */
    mr_event_server_add(&event_server, "server", 4);
    
    /* 創(chuàng)建事件到服務(wù)器 */
    mr_event_create(EVENT1, event1_cb, MR_NULL, &event_server);
    mr_event_create(EVENT2, event2_cb, MR_NULL, &event_server);
    mr_event_create(EVENT3, event3_cb, MR_NULL, &event_server);
    
    /* 通知事件服務(wù)器事件1發(fā)生 */
    mr_event_notify(EVENT1, &event_server);
    
    while (1)
    {
        /* 事件服務(wù)器處理 */
        mr_event_server_handle(&event_server);
    }
}

現(xiàn)象：

event1_cb
event2_cb
event3_cb

軟件定時(shí)器是一種在軟件層面實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)功能的機(jī)制，通過軟件定時(shí)器，可以在特定時(shí)間點(diǎn)或時(shí)間間隔觸發(fā)特定的事件。軟件定時(shí)器常用于實(shí)現(xiàn)周期性任務(wù)、超時(shí)處理、定時(shí)器中斷等功能。

軟件定時(shí)器包含兩個(gè)主要組件:定時(shí)服務(wù)器和定時(shí)器。

• 定時(shí)服務(wù)器用于時(shí)間管理和定時(shí)器處理。
• 定時(shí)器用于處理特定的超時(shí)處理,它需要注冊(cè)到定時(shí)服務(wù)器并提供一個(gè)回調(diào)函數(shù)。

/* 定義定時(shí)服務(wù)器和定時(shí)器 */
struct mr_soft_timer_server server;
struct mr_soft_timer timer1, timer2, timer3;
mr_err_t timer1_callback(mr_soft_timer timer, void *args){
    printf("timer1_callbackrn");
    return MR_ERR_OK;
}
mr_err_t timer2_callback(mr_soft_timer timer, void *args){
    printf("timer2_callbackrn");
    return MR_ERR_OK;
}
mr_err_t timer3_callback(mr_soft_timer timer, void *args){
    printf("timer3_callbackrn");
    mr_soft_timer_stop(timer);
    return MR_ERR_OK;
}
int main(void){
    /* 添加定時(shí)服務(wù)器 */
    mr_soft_timer_server_add(&server, "soft-timer");
    /* 添加定時(shí)器并啟動(dòng) */
    mr_soft_timer_add_then_start(&timer1, 5, timer1_callback, MR_NULL, &server);
    mr_soft_timer_add_then_start(&timer2, 10, timer2_callback, MR_NULL, &server);
    mr_soft_timer_add_then_start(&timer3, 15, timer3_callback, MR_NULL, &server);
    while (1)
    {
        /* 更新定時(shí)服務(wù)器時(shí)鐘 */
        mr_soft_timer_server_update(&server, 1);
        
        /* 定時(shí)服務(wù)器處理（放在哪里，回調(diào)就將在哪里被調(diào)用） */
        mr_soft_timer_server_handle(&server);
    }
}

mr-library 的代碼目錄結(jié)構(gòu)如下表所示：

• 內(nèi)核層: mr-library 的核心部分，實(shí)現(xiàn)對(duì)象管理，設(shè)備控制，服務(wù)接口等。
• 設(shè)備層: 提供統(tǒng)一的設(shè)備接口，將設(shè)備接入到內(nèi)核中。
• 驅(qū)動(dòng)層: 為設(shè)備提供底層硬件驅(qū)動(dòng)，當(dāng)硬件更換時(shí)僅需修改驅(qū)動(dòng)層。
• 組件層: 通過框架提供的API實(shí)現(xiàn)不同的功能。包括但不限于虛擬文件系統(tǒng)、通用傳感器模塊、網(wǎng)絡(luò)框架等。
• 軟件包: 可獨(dú)立使用，無依賴的軟件包。

來源：https://gitee.com/MacRsh/mr-library

轉(zhuǎn)自公眾號(hào)：嵌入式大雜燴

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