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VxWorks下PC/104-CAN驅動(dòng)程序設計
摘要：詳細介紹實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統VxWorks環(huán)境下驅動(dòng)程序的設計原理；針對驅動(dòng)程序實(shí)現的困難，給出VxWorks下實(shí)現驅動(dòng)程序的工作步驟。文件以PC/104-CAN適配卡為例，簡(jiǎn)要介紹硬件結構，重點(diǎn)給出驅動(dòng)程序實(shí)現的關(guān)鍵代碼。VxWorks是一款優(yōu)秀的實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統，具有搶占式調試、中斷延遲小等特點(diǎn)。本文在簡(jiǎn)要介紹必備的硬件環(huán)境下，以VxWorks為平臺，詳細介紹驅動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)。
1 PC/104-CAN適配卡的硬件結構
PC/104-CAN適配卡主要由CAN控制器（SJA1000）、光電隔離（6N137），收發(fā)驅動(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104主板的CPU為486DX，其對接口板訪(fǎng)問(wèn)有兩種方式：內存映射和I/O訪(fǎng)問(wèn)。I/O尋址采用專(zhuān)門(mén)的指令，每次只能傳送單個(gè)字節。內存映射方式可以訪(fǎng)問(wèn)較大的地址空間并且指令豐富，便于實(shí)現快速交換數據。本文討論的CAN卡采用存映射模式工作，與486DX接口是104總線(xiàn)，它與ISA總線(xiàn)兼容。對于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(kāi)關(guān)組成可選端口地址譯碼電路，通過(guò)開(kāi)關(guān)選通內存映射基地址（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 對該范圍內的任意地址進(jìn)行寫(xiě)操作，均可導致CAN硬件復位。
SJA1000的INT引腳通過(guò)跳線(xiàn)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適配卡驅動(dòng)實(shí)現
3.1 VxWorks驅動(dòng)概述
VxWorks操作系統有兩種方式實(shí)現驅動(dòng)。第一種方式是，把設備驅動(dòng)程序作為獨立任務(wù)實(shí)現，直接在頂層任務(wù)中實(shí)現硬件操作，完成特有專(zhuān)用的驅動(dòng)程序。第二種方式是，VxWorks的I/O系統將設備程序作為內核過(guò)程實(shí)現。這種方式便于實(shí)現I/O子系統的層次模型，便于文件系統一起把設備作為特殊文件處理，提供統一的管理、統一的界面和統一的使用方法，并把設備、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(hù)提供統一的系統服務(wù)和用戶(hù)接口。我們和這種驅動(dòng)方式。
作為I/O系統和硬件設備之間的連接層，VxWorks驅動(dòng)就是屏蔽硬件操作，為I/O系統提供服務(wù)。實(shí)現一個(gè)完整的驅動(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(hù)提供訪(fǎng)問(wèn)設備的統一接口；Driver是實(shí)現具體的基本控制函數，也就是實(shí)現I/O系統所需要的接口；而Device則是一個(gè)抽象的硬件設備，是一系列的結構體、變量和宏定義對實(shí)際物理設備的定義。一般而言，實(shí)現一個(gè)驅動(dòng)應該有三個(gè)基本的步驟：①用編程語(yǔ)言完成對實(shí)際物理設備的抽象；②完成系統所需要的各類(lèi)接口及自身的特殊接口；③將驅動(dòng)集成到操作系統中。之后還有一些調試工作。
3.2 VxWorks I/O系統驅動(dòng)程序框架
VxWorks為各種設備（包括字符設備、塊設備、虛擬設備及網(wǎng)絡(luò )設備）提供統一的訪(fǎng)問(wèn)接口，包括七種基本的I/O函數：open(filename、flags、mode)，create（filename、flags）,read(fd、
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