５１２４２００９，３０（２２）计算机工程与设计ＣｏｍｐｕｔｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＤｅｓｉｇｎ
?嵌入式系统工程?
基于ＡＲＭ的Ｌｉｎｕｘ网络设备驱动程序开发
周敬琼，
周凤星
（武汉科技大学冶金自动化与检测技术教育部工程中心，湖北武汉４３００８１）
摘要：对基于ＡＲＭ的网络设备驱动程序开发进行了研究，分析了嵌入式Ｌｉｎｕｘ网络设备驱动程序的实现原理和运行过程，讲述了嵌入式系统中网络设备驱动开发的具体过程．在嵌入式Ｌｉｎｕｘ中实现ＤＭ９０００网卡驱动，并结合实现ＤＭ９０００网卡驱动的实例讲解了基于Ｌｉｎｕｘ操作系统的网卡驱动程序开发流程．具体分析了网络设备的初始化、设备的打开与关闭、数据的传送和接收以及超时处理等相关过程．最后归纳总结了基于嵌入式Ｌｉｎｕｘ网络设备驱动程序的一般方法．关键词：ＡＲＭ；网络设备；Ｌｉｎｕｘ系统；ＤＭ９０００；驱动程序中图法分类号：ＴＰ３１６
文献标识码：Ａ
文章编号：１０００．７０２４（２００９）２２．５１２４．０４
ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｎｅｔｗｏｒｋｄｒｉｖｅｒｐｒｏｇｒａｍｂａｓｅｄｏｎｅｍｂｅｄｄｅｄＬｉｎｕｘ
ＺＨＯＵＪｉｎｇ－ｑｉｏｎｇ．
ＺＨＯＵＦｅｎｇ－ｘｉｎｇ
（ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｅｎｔｅｒｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＭｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌＡｕｔｏｍａｔｉｏｎａｎｄＤｅｔｅｃｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，
ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ４３００８１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｒｅｓｅａｒｃｈａｂｏｕｔｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｎｅｔｗｏｒｋｄｒｉｖｅｒｐｒｏｇｒａｍｂａｓｅｄｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｎｅｔｗｏｒｋｄｒｉｖｅｒｉｎ
ＡＲＭ
ｉｓ
ｄｏｎｅ．Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｒｕｎｎｉｎｇ
ｂａｓｅｄ
ｏｎ
ｅｍｂｅｄｄｅｄＬｉｎｕｘｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ａｎｄｓｐｅｃｉｆｉｃｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋｄｅｖｉｃｅｄｒｉｖｅｒ
ｅｍｂｅｄｄｅｄｓｙｓｔｅｍｓｉｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．ＴｈｒｏｕｇｈｔｈｅｅｘａｍｐｌｅｏｆＤＭ９０００ｄｒｉｖｅｒｔｈａｔｉｓｄｏｎｅｉｎｅｍｂｅｄｄｅｄＬｉｎｕｘｏｐｅｒａｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍ，ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
ｂａｓｅｄ
ｏｎ
ｐｒｏｃｅｓｓｏｆｎｅｔｗｏｒｋｄｒｉｖｅｒｄｒｉｖｅｒｏｆｂａｓｅｄｏｎ
Ｌｉｎｕｘｏｐｅｒａｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍｉｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ａｔｌａｓｔ，ｉｔｉｓｔｈｅｓｕｍｍａｒｙｏｆｔｈｅｇｅｎｅｒａｌｍｅｔｈｏｄｓａｂｏｕｔｎｅｔｗｏｒｋ
ｅｍｂｅｄｄｅｄＬｉｎｕｘ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＡＲＭ；ｎｅｔｗｏｒｋｅｑｕｉｐｍｅｎｔ；Ｌｉｎｕｘｓｙｓｔｅｍ；ＤＭ９０００；ｄｒｉｖｅｒｐｒｏｇｒａｍ
１．１嵌入式Ｌｉｎｕｘ网络设备驱动的结构
０引言
Ｌｉｎｕｘ网络设备驱动程序的结构可分为４层，即网络协议接口层、网络设备接口层、提供实际功能的设备驱动功能层和网络设备与媒介层。下面分别介绍各层的功能。
（１）网络协议接口层负责向网络层协议提供统一的数据包收发接口，通过ｄｅｖ＿ｑｕｅｕｅ＿ｘｍｉｔＯ函数发送数据，并通过ｎｅｔｉｆⅨ（）函数接收数据。
（２）网络设备接口层向协议接口层提供统一的用于描述具体网络设备属性和操作的结构体ｎｅｔｄｅｖｉｃｅ，该结构体是设备驱动功能层中各函数的容器。实际上，网络设备接口层从宏观上规划了具体操作硬件的设备驱动功能层的结构。
（３）设备驱动功能层各函数是网络设备接口层ｎｅｔ
ｄｅｖｉｃｅ
在嵌入式系统中，我们经常需要访问硬件来实现某种目的。而访问硬件就必须与设备驱动程序打交道。在Ｌｉｎｕｘ中有很多与硬件相关的部分，以库函数的形式提供给用户。这给嵌入式系统的开发带来了方便。而分析各种驱动程序的编
写，对于我们把软硬件结合起来是至关重要的。因为驱动程序是连接硬件设备和设备文件的纽带，是操作系统内核和硬件设备之间的接口。网络设备驱动作为设备驱动中的一种，可用来实现多种协议，这对于网络在嵌入式系统中的应用和发展有重要作用。
１
Ｌｉｎｕｘ网络设备驱动程序体系结构
网络设备在嵌入式Ｌｉｎｕｘ里有着特殊的处理方法。嵌入
数据结构的具体成员，是驱使网络设备硬件完成相应动作的
程序，它通过ｈａｒｄ＿ｓｔａｒｔ一枷“）函数启动发送操作，并通过网络
设备上的中断触发接收操作。
（４）网络设备与媒介层是完成数据包发送和接受的物理实体，包括网络适配器和具体的传输媒介，网络适配器被设备驱
式Ｌｉｎｕｘ的网络系统主要采用ＢＳＤＵＮＩＸ的ｓｏｃｋｅｔ机制。在ｓｏｃｋｅｔ机制中，系统和驱动程序之间定义有专门的数据结构（ｓｋ
系统支持对发送数据和接收数据的缓存，提供流量控制机制，并提供对多协议的支持。
收稿日期：２００８．１１．２５：修订日期：２００９．０６－０９。
动功能层中的函数物理上驱动。对于Ｌｉｎｕｘ系统而言，网络设备和媒介都可以是虚拟的。
作者简介：周敬琼（１９８５－－）．女．湖北人．硕士研究生，研究方向为嵌入式系统及应用；号与信息处理。Ｅ－ｍａｉｈ２４６０５９０２０＠１６３．ｏｏｍ
周风星（１９５２－－），男，辽宁人．教授，研究方向为信
万方数据
周敬琼，周凤星：基于ＡＲＭ的Ｌｉｎｕｘ网络设备驱动程序开发
２００９，３０（２２）
５１２５
在设计具体的网络设备驱动程序时，我们需要完成的主要工作是编写设备驱动功能层的相关函数以填充ｎｅｔ＿ｄｅｖｉｃｅ数据结构的内容并将ｎｅｔｄｅｖｉｃｅ注册入内核。
１．２
Ｌｉｎｕｘ网络设备驱动程序的运行
网络设备驱动程序用来控制网络设备，是Ｌｉｎｕｘ系统中运
行的３大设备驱动程序之一。Ｌｉｎｕｘ支持的网络设备非常牢固。Ｌｉｎｕｘ为了支持网络设备分为两层，即网络堆栈的协议支持层，以及接受和发送协议的
网络设备驱动层，如图ｌ所示。网络堆栈是硬件中独立出来的部分，主要支持ＴＣＰ／ＩＰ等多种协议。
图Ｉ
Ｌｉｎｕｘ系统网络结构
网络设备驱动程序包含在内核代码中或者可以创建为模块，这两种方式的不同之处是驱动程序的启动方式不同，其它均无差别。通过启动内核或插入内核中的过程，以启动网络设备驱动程序，并检查硬件。检索了网络硬件后，初始化网络设备驱动程序，注册能够连接内核的数据结构。
当Ｌｉｎｕｘ系统运行正常后，激活内核上注册的网络界面，调用以打开设备的函数，修改设备驱动程序的控制状态使其适合网络环境。应用程序调用由ＴＣＰｆｌＰ等协议向外传送数据的函数时．网络设备驱动程序就开始传送数据。对于接受的数据，网络设备驱动程序的中断处理程序或ｐｏｌｌｍｇ程序从网络硬件获取数据，并向内核传送数据。
２基于ＡＲＭ的ＤＭ９０００驱动程序的设计
２．１
ＤＭ９０００网卡介绍
在本实例中，网络控制器选用ＤＡＶＩＣＯＭ公司的ＤＭ９０００
快速以太网控制处理器。该处理器配备有标准１０Ｍ／１００Ｍ自适应，１６Ｋ大容量的ＦＩＦＯ，４路多功能ＧＰＩＯ，全双工工作等功能。ＤＭ９０００还集成有接收缓冲区，以便在接收到数据时能把数据放到这个缓冲区中，然后由数据链路层直接从该缓冲区里取走数据。链路层通常包括操作系统中的设备驱动程序和计算机中对应的网络接口卡，它的缓冲区可用来暂时存储要发送或接收的帧。
２．２
ＤＭ９０００网卡驱动设计分析
网络设备驱动程序的设计需要完成网络设备的注册、初
始化与注销，以及进行发送和接收数据处理，并能针对传送超时、中断等情况进行及时处理。
在Ｌｉｎｕｘ内核中提供了设备驱动功能层主要的数据结构和函数的设计模板，因此在实际的网络设备驱动程序编写时，
万方数据
要完成的工作就是用具体的针对ＤＭ９０００的操作来填充摸板。下面结合ＤＭ９０００网卡驱动程序的实例，来说明网络设备驱动程序的具体实现过程。开发环境使用了ａｒｍ?ｌｉｎｕｘ—ｇｃｃ交叉工具链，Ｌｍｕｘ２．４．２０内核以及ＡＲＭ９２０Ｔ核心板。
２．２．１
网络设备的初始化
网络设备的初始化一般需要完成以下步骤：（１）初始化调用处理；（２）检索网络控制对象硬件；
（３）为控制检索的硬盘，分配ｎａ＿ｄｅｖｉｃｃ结构体；（４）初始化处理ｎｅｔ＿ｄｅｖｉｃｅ结构体；
（５）初始化硬件。硬件的初始化是由ｄｍ９０００．ｃ文件中
的ｄｅｖｉｃｅｉｎｉｔ（ｓｔｒｕｃｔ
ｎｅｔ
ｄｅｖｉｃｅ＊ｄｅｖ）来完成。其任务是先通
过ｄｅｖ．＞ｐｒｉ找到硬件设备的地址，在进行硬件复位后，设置Ｉ／０口的模式。
（６）使用ｒｅｇｉｓｔｅｒ＿ｎｅ！ｔｃｌｅｖ注册ｎｅｔｄｅｖｉｃｅ结构体。这是在函数ｎｅｔ
ｉｎｉｔ
ｍｏｕｄｕｌｅ（ｖｏｉｄ）中实现的。其主要代码如下：ｓｔａｔｉｃｉｎｔｎｅｔ＿ｉｎｉｔ（ｓｔｒｕｃｔｎｅｔ＿ｄｅｖｉｃｅ‘ｄｅｖ）
｛
ｅｔｈｅｒ．ｓｅｔｕｐ（ｄｅｖ）；
ｓ仃ｃｐｙ（ｄｅｖ一＞ｎａｍｅ，”ｅｔｈ０”）；
ｄｅｖ－＞ｏｐｅｎ２
ｎｅｔ＿ｏｐｅｎ；
ｄｅｖ－＞ｓｔｏｐ
＝ｎｅｔ＿ｒｅｌｅａｓｅ；ｄｅｖ一＞ｓｅｔ＿ｃｏｎｆｉｇ
＝ｎｅｔ＿ｃｏｎｆｉｇ；
ｄｅｖ一＞ｈａｒｄ—ｓｔａｒｔ—ｘｍｉｔ＝ｎｅｔｉｘ；ｄｃｖ?＞ｓｅｔ—ｍａｃ—ａｄｄｒｅｓｓ＝ｎｅｔｓｅｔ
ｍａｃ＿ａｄｄｒｅｓｓ；
ｄｅｖ－＞ｆｌａｇｓ
＆２－－－（ＩＦＦ＿ＬＯＯＰＢＡＣＫ
ＩＦＦ—ＭＵ
ＩＴＩＣＡＳＴ）：
ｄｅｖ?＞ｐｒｉｖ＝ＮｅｔＤｒｉｖｅｒｌｎｆｏ；ｄｅｖ－＞ｂａｓｅ—ａｄｄｒ＝ＩＯａｄｄｒｅｓｓ０，
ｄｅｖ－＞ｉｒｑ
＝ＮＥＴ＿ＩＲＱ，
ｍｅｍｃｐ“ｄｅｖ一＞ｄｅｖ＿ａｄｄｒ，ＭｙＭａｃｌＤ，ｄｅｖ－＞ａｄｄｒ＿ｌｅｎ）；ＳＥＴ＿ＭＯＤＵＬＥ＿ＯＷＮＥＲ（ｄｃｖ）；
ｒｅｔｕｒｎ０；
’
２．２．２网络设备的打开与关闭
网络设备驱动程序打开网络设各的起点处开始运行。网络设备驱动程序在运行网络设备时调用ｎｅｔ＿ｄｅｖｉｃｅ中的ｏｐｅｎ域。在实例里是用“ｄｅｖ－＞ｏｐｅｎ＝ｎｅｔ＿ｏｐｅｎ”语句调用ｎｅｔ＿ｏｐｅｎ函数，实现打开设备的功能。由于网络设备没有主设备号和从设备号，只有设备名，因此不能使用低级文件Ｉ／Ｏ函数响应调用。打开函数的具体代码如下：
ｓｔａｔｉｃｈａｔ
ｎｅｔ＿ｏｐｅｎ（ｓｔｒｕｃｔｎｅｔ＿ｄｅｖｉｃｅ’ｄｅ们
｛
ｕｎｓｉｇｎｅｄｌｏｎｇｆｌａｇ；ｕｎｓｉｇｎｅｄｉｎｔ订。ｉ２；
ｉｆ（ｕｓａｇｅ—Ｏ）
｛
ＢＡＮＫＣＯＮ３＝ＢＡＮＫＣＯＮＴａｃｓＯ
ＢＡＮＫＣＯＮＴｃｏｓ４ＢＡＮＫＣＯＮＴａｃｃｌ４ＢＡＮＫＣＯＮＴｏｃｈｌ
ＢＡＮＫＣＯＮＴｃａｈ４
ＢＡＮＫＣＯＮ＿Ｔａｃｐ６
ＢＡＮＫＣＯＮ＿ＰＭＣｌ６；
５１２６
２００９，３０（２２）
计算机工程与设计ＣｏｍｐｕｔｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
ａｎｄＤｅｓｉｇｎ
ｐｎｎｔＩ【（ＫＥＲＮ—ＥＲＲ”ｒｅｑｕｅｓｔ—ｒｅｇｉｏｎ！ｋｕ”）；ｒｅｑｕｅｓｔ＿ｒｅｇｉｏｎ（ＩＯａｄｄｒｅｓｓ０，Ｏｘ０８，”ｄｍ９０００”）；
ｐｒｉｎｔｋ（ＫＥＲＮ—ＥＲＲ”ｒｅｑｕｅｓｔ＿ｒｅｇｉｏｎｏｋ！＼ｎ”）；ｌｏｃａｌ—ｉｒｑ＿ｓａｖｅ（ｆｌａｇ）；
ｍａｃ
ｈａｒｄ＿ｏｐｅｎ（）；
ｄｅｖｉｅｅ＿ｉｎｉｔ（ｄｅｖ）；
ｐｆｉｎｔＩ【（ＫＥＲＮ—ＥＲＲ’＇ＮｅｔｗｏｒｋｉｎｉｔＯＫ！、ｎ”）；
ｌｏｃａｌ＿ｉｒｑ＿ｒｅｓｔｏｒｅ（ｆｌａｇ）；ｓｅｔ＿ｅｘｔｅｒｎａｌ＿ｉｒｑ（ＩＲ叫ＩＮＴ０，ＥＸＴ＿ＨＩＧＨＬＥＶＥＬ，ＧＰＩＯ—
ＰＵＬＬＵＰ
ＤＩＳ）；
ｉｆ【ｒｅｑｕｅｓｔ＿ｉｒｑ（ｄｅｖ－＞ｉｒｑ，ｎｅｔ＿ｉｒｑ＿ｈａｎｄｌｅ，ＳＡ＿ＩＮＴＥＲＲＵＰＴ
ＳＡ—ＳＡＭＰＬＥ＿ＲＡＮＤＯＭ，”ｅｔｈ０”，ｄｅｖ））
｛
ｐｒｉｎｔｋ（ＫＥＲＮ＿ＥＲＲ”ｒｅｑｕｅｓｔ
ｉｒｑ
ｆａｕｌｔ！ｋｎ”）：
）
ｐｄｎｔｋ（ＫＥＲＮ—ＥＲＲ”ＩｎｉｔＩＮＴＯＫ！＼ｎ”）；ｎｅｔｉｆ＿ｓｔａｒｔ＿ｑｕｅｕｅ（ｄｅｖ）；）
ｕｓａｇｅ－ｖ＋；
ＭＯＤ——ＩＮＣ——ＵＳＥ＿ＣＯＵＮＴ；
ｒｅｔｕ＿ｒｌｌ
Ｏ：／‘ｓｕｅ℃ｅｓ￥‘／
）
关闭函数代码如下：
ｓｔａｔｉｃｉｎｔ
ｎｅｔ
ｒｅｌｅａｓｅ（ｓｔｒｕｅｔｎｅｔｄｅｖｉｃｅ＊ｄｅｖ）｛
ｕｎｓｉｇｎｅｄｌｏｎｇｆａｇ；
ＭＯＤ＿ＤＥＣ．ＵＳＥ＿ＣＯＵＮＴ；
ｕｓａｇｅ一；
ｉｆ（ｕｓａｇｅ一０、
｛
ｎｅｔｉｆ＿ｓｔｏｐ＿ｑｕｅｕｅ（ｄｅｖ）；ｌｏｃａｌ—ｉｒｑ＿ｓａｖｅ（ｆｌａｇ）；
ｍａｃｈａｒｄ
ｃｌｏｓｅ（）；
ｌｏｃａｌ—ｉｒｑ＿＿ｒｅｓｔｏｒｅ（ｆｌａｇ）；ｒｅｌｅａｓｅ—ｒｅｇｉｏｎ（１０ａｄｄｒｅｓｓ０，８）；ｆｒｅｅ＿ｉｒｑ（ｄｅｖ－＞ｉｒｑ，ｄｅｖ）；）
ｒｅｔｕｒｎ
Ｏ；
）
数据发送和接收处理
网络设备驱动程序和内核的网络堆栈之间接收和发送的
ｂｕｆｆ结构体形式。该结构体定义在ｉｎｃｌｕｄｅ／ｌｉｎｕｘ／（１）发送数据处理
在网络设备驱动程序中处理发送数据，必须将处理函数万方数据
代码如下：
ｓｔａｔｉｃｉａｔ
ｎｅｔ＿ｔｘ（ｓｔｒｕｃｔｓｋ＿ｂｕｆｆ。ｓｋｂ，ｓｔｒｕｅｔｎｅｔ＿ｄｅｖｉｃｅ＋ｄｅｖ）
｛
ｕｎｓｉｇｎｅｄｌｏｎｇ
ｆｌａｇ；
ｉｎｔｉｅｎ；ｕ１６’ｄａｔａ；
ｂｏａｒｄ—ｉｎｆｏ—ｔ‘ｄｂ＝ｄｅｖ－＞ｐｒｉｖ；
ｎｅｔｉｆ＿ｓｔｏｐ＿ｑｕｅｕｅ（ｄｅｖ）；
ｌｅｎ＝ｓｋｂ－＞ｌｅｎ＜ＥＴＨ＿ＺＬＥＮ？ＥＴＨ＿ＺＬＥＮ：ｓｋｂ一＞ｉｅｎ；
ｄａｔａ＝（ｕ１６’）ｓｋｂ－＞ｄａｔａ；ｌｅｎ＝（ｆｅｎ＋１）＆卜１）：ｌｏｃａｌ—ｉｒｑ＿ｓａｖｅ（ｆｌａｇ）；
ｉｏｗ（ｄｂ，０ｘｉｆ，０ｘ８０）；
ｏｕｔｂ（０ｘｌｇ，ｄｂ－＞ｉｏａｄｄｒ）；
ｏｕｔｓｗ（ｄｂ－＞ｉｏ＿ｄａｔａ，ｄａｔａ，ｌｅｎ＞＞Ｉ）；
ｉｏｗ（ｄｂ，０ｘｆｃ，ｌｅｎ＆０ｘｆｌ）；
ｉｏｗ（ｄｂ，ｏｘｆｄ，（１ｅｎ＞＞８）＆０ｘ∞；ｉｏｗ（ｄｂ，０ｘ２，０ｘ１）；ｉｏｗ（ｄｂ，０ｘＩｆ，０ｘ８３）；ｄｅｖ－＞ｔｒａｎｓ—ｓｔａｒｔ＝ｊｉｆｆｉｅｓ；ｌｏｃａｌ—ｉｒｑ＿ｒｅｓｔｏｒｅ（ｆｌａｇ）；ｄｅｖ＿ｋｆｒｅｅ＿ｓｋｂ（ｓｋｂ）；
ｒｅｔｕｒｎ
Ｏ：
｝
代码中ｓｋ＿ｂｕｆｆ结构体是一个相当重要的结构体，用于
另外，ｄｅｖ—ｋｆｉ＇ｅｅ—ｓｋｂ函数是用来释放套接字缓冲区，ｄｅｖ＿ｓｋｂ
ａｎｙ则
（２）数据接收处理
网络设备接受数据的主要方法是由中断引发设备的中断ｒｘｏｉ函数将ｓｋ
ｂｕｔ＇－
ｓｔａｔｉｃｖｏｉｄ
ｎｅｔ＿ｒｘ（ｓｔｒｕｅｔｎｅｔ＿ｄｅｖｉｃｅ。ｄｅｖ，ｕｎｓｉｇｎｅｄ
ｉｎｔ
ｌｅｎｇｔｈ）
｛
ｓｔｒｕｃｔ
ｓｋ＿ｂｕｆｆ‘ｓｋｂ；
ｕ８’ｄｅｃ；
ｂｏａｒｄ—ｉｎｆｏ—ｔ’ｄｂ＝ｄｅｖ－＞ｐｒｉｖ；
ｓｋｂ＝ｄｅｖ＿ａｌｌｏｃ＿ｓｋｂ（１ｅｎｇｔｈ＋２）：ｉｆ（！ｓｋｂ）｛
ｒｅｔｕｒｎ；
｝
ｓｋｂ＿ｒｃｓｃｒｖｅ（ｓｋｂ，２）：ｓｋｂ＿ｐｕｔ（ｓｋｂ，ｌｅｎｇｔｈ）；
网络设备驱动中各层之间数据的传递，含义为“套接字缓冲区”。即可利用套接字缓存实现内核的协议堆栈和设备驱动之间的数据传送。对于套接字缓冲区成员可以参看ｌｉｎｕｘ／ｓｋｂｕｆｆ．ｈ文件。
ｋｆｒｅｅ＿ｓｋｂ＿ｉｒｑ一般用于中断上下文中，而ｄｅｖ＿ｋｆｒｅｅ是在中断和非终端中均可采用。在内核的内部使用ｋｆｒｅｅ＿ｓｋｂ。
处理函数，中断处理函数判断到中断类型，如果为接收中断，则读取接收到的数据，ｓｋ＿ｂｕｆｆｅｒ数据结构和数据缓冲区，将接收到的数据复制到数据缓冲区，并调用ｎｅｆｉｆｆｅｒ传递给上层协议。主要代码如下：
２．２．３
数据应具有ｓｋｓｋｂｕｆｆ．ｈ头文件中。
注册到ｎｅｔ＿ｄｅｖｉｃｅ结构体的ｈａｒｄ—ｓｔａｒｔ—ｘｍｉｔ域上。内核先在协议堆栈中把应用程序请求的网络数据进行适当封装后，再调用发送对象设备的网络设备驱动程序所注册的ｎｅｔ＿ｄｅｖｉｃｅ结构体的ｈａｒｄ—ｓｔａｒｔ—ｘｍｉｔ域上定义的函数。在本实例中使用“ｄｅｖ－＞ｈａｒｄ＿ｓｔａｒｔ＿ｘｍｉｔ＝ｎｅｔ＿ｔｘ；”语句来调用数据发送的函数ｎｅｔ＿Ｉｘ，其
存保并，数函
周敬琼，周凤星：基于ＡＲＭ的Ｌｉｎｕｘ网络设备驱动程序开发
２００９，３０（２２）
５１２７
ｄｅｃ
２
ｓｋｂ－＞ｄａｔａ；
ｉｎｓｗ（ｄｂ－＞ｉｏｄａｔａ，ｄｅｃ，ｌｅｎｇｔｈ＞＞１）；ｉｆ（（１ｅｎｇｔｈ＆０ｘ０１）！＝０）
（
ｄｅｃ［１ｅｎｇｔｈ－ｌ】＝ｉｎｂ（ｄｂ－＞ｉｏ＿ｄａｔａ）；）
ｓｋｂ一＞ｄｅｖ＝ｄｅｖ；
ｓｋｂ－＞ｐｒｏｔｏｃｏｌ＝ｅｔｈ＿ｔｙｐｅ
ｔｒａｎｓ（ｓｋｂ，ｄｅｖ）；
ｓｋｂ－＞ｉｐ＿ｓｕｍｍｅｄ＝ＣＨＥＣＫＳＵＭ—ＵＮＮＥＣＥＳＳＡＲＹ；ｎｃｔｉｆ＿ｒｘ（ｓｋｂ）；
ｄｃｖ一＞ｌ硒ｔ＿ｒｘ＝ｊｉｆｆｉｅｓ；
ｒｅｔｕｒｎ；
）
代码中ｄｅｖ＿ａｌｌｏｃ＿ｓｋｂｏｉ药数是以ＧＦＰＡＴＯＭＩＣ优先级（代表分配过程不能被中断）调用ａｌｌｏｃ０
ｓｋｂ－＞
ｈｅａｄ和ｓｋｂ－＞ｄａｔａ自建的１６个字节。２．２．４超出传送时间处理
网络设备有可能受多种因素的影响，不能传送内核请求的套接字缓存数据。此时内核就会将最后发生的传送时间处理为时间超出，并向网络设备驱动程序寻求适当的处理方式。ｄｃｗ－＞ｔｒａｎｓ—ｓｌａｔ［和ｄｅｖ?＞ｗａｔｃｈｄｏｇ＿ｔｉｍｃｏ是与传送时间有关的
ｎｅｔ
ｄｅｖｉｃｅ结构体域。
传送时间与硬件有关，由网络设备驱动程序处理该值。
主ＣＰＵ的处理能力一般比网络发送要快，所以经常会遇到系统有数据要发，但上一包数据网络设备还没发送完。因为在据都是通知系统发送不成功，所以必须要有一个机制在硬件不忙时及时通知系统接着发送下面的数据。
内核中一旦超出了ｄｅｖ－＞ｗａｔｃｈｄｏｇ＿ｔｉｍｅｏ值，适当处理后，ｄｅｖｉｃｅ‘ｄｅｖ）；该函数的功能非常简单，硬件
忽略最后请求传送的数据，并更新相关错误统计内容，从而使硬件重新发送数据。最后调用ｎｅｔｉｆ＿ｗａｋｅ—ｑｕｅｕｅ函数，通知内核重新传送。Ｌｉｎｕｘ内核是模块化组成的，它允许内核在运行时动态地向其中插入或从中删除代码。这些代码包括相关的子程序、的好处是内核镜像可以尽可能的小，因为可选的功能和驱动下面通过建立的嵌入式Ｌｉｎｕｘ开发平台上实现ＤＭ９０００网卡驱动的实例来说明在驱动程序在Ｌｉｎｕｘ平台上的编译和万方数据作如下：
（１）安装交叉工具链ａｒｍ?ｌｉｎｕｘ—ｇｃｃ；（２）输入命令“ｓｏｕｒｃｅ／ｅｒｅ／ｐｒｏｆｉｌｅ”；
（３）在内核的网卡驱动目录下，改写ｄｉｎ９０００．ｃ和ｄｉｎ９０００．ｈ
文件；
（４）以模块形式编译内核，执行命令ｍａｋｅｍｏｄｕｌｅ：（５）将ｄｍ９０００．ｋｏ文件下载在目标系统中；
（６）在目标平台的终端执行“ｍｓｏｍｄｄｉｎ９０００．ｋｏ”命令，将驱动程序加载到系统内核中：
（７）设置目标平台的ＩＰ地址。执行命令“ｉｆｃｏｎｆｉｇｅｔｈＯ
１９２．
１６８．０．１”，设置目标板的ＩＰ为１９２．１６８．０．１：
（８）从ＰＣ机端利用ｐｉｎｇ命令测试网卡是否调通。如果能够收发字节，则表示网卡能够正常使用。
利用网络，可以使我们的嵌入式平台完成很多工作。往往在移植一个系统时，最先被调通的就是网卡。因为通过网络，我们可以使用ＴＦＴＰ和ＮＦＳ下载程序到目标平台中，而且以太网传输速度相比串口要快许多。足以见得网卡在调试过程中的重要性，而且因为其在生活中的广泛应用，有着无可取代的重要地位。４结束语
近几年嵌入式技术在各个领域都得到了飞速发展，嵌入式正在强领着电子市场。由此可见，嵌入式系统有着非常大的发展潜力。在这个信息需求量巨大的时代，
网络丰富着人们的生活，成为人们生活中不可或缺的一部分。故开发具有网络功能的嵌入式产品是非常必要的。本文的创新之处在于，在嵌入式Ｌｉｎｕｘ中实现ＤＭ９０００网卡驱动，这对实际产品开发中实现网卡驱动功能有一定的参考价值。
参考文献：
【ｌ】
俞用昌．Ｌｉｎｕｘ设备驱动开发技术及应用【Ｍ】一匕京：人民邮电出版社。２００８．【２】
周立功．￥３Ｃ２４１０＆嵌入式Ｌｉｎｕｘ系统教程［Ｍ】．广州致远电子有限公司，２００６．［３】
孙纪坤，张小全．嵌入式Ｌｉｎｕｘ系统开发技术详解——基于ＡＲＭ【Ｍ】一Ｅ京：人民邮电出版社，２００７．［４】４
Ｒｏｂｅｒｔ
Ｌｏｖｅ．Ｌｉｎｕｘ内核设计与实现【Ｍ】．２版．北京：机械工业出
版社。２００８．【５】
宋宝华．Ｌｉｎｕｘ设备驱动开发详解［Ｍ】．北京：人民邮电出版社，
２００８．
【６】
杜春雷．ＡＲＭ体系结构与编程【Ｍ】．北京：清华大学出版社，
２００３．
【７】
Ｒｉｃｋ
Ｇｒｅｈｅｎ．３２位嵌入式系统编程【Ｍ】．许汝峰，译．北京：中国
电力出版社，２００２．【８】
善平，刘文峰，王焕龙．Ｌｉｎｕｘ与嵌入式系统【Ｍ】．北京：清华大学出版社，２００７．【９】
魏忠，蔡勇，雷红卫．嵌入式开发详解【Ｍ】．北京：电子工业出版社。
２００３．
Ｌｉｎｕｘ里网络设备驱动程序一般不做数据缓存，不能发送的数ｎｅｔ＿ｄｅｖｉｃｅ结构体ｔｘ＿ｔｉｍｅｏｕｔ域中定义的函数。该函数为ｖｉｏｄ
ｔｘ＿ｔｉｍｃｏｕｔ（ｓｔｍｃｔｎｅｔ３在Ｌｉｎｕｘ平台上编译和运行数据、函数入口和函数出口被一并组合在一个单独的二进制镜像中，即所谓的可装载内核模块中，简称为模块。支持模块程序可以利用模块形式再提供。模块允许我们方便地删除和重新载入内核代码，方便调试。而且当热插拔新设备时，可通过命令载入新的驱动程序。
运行。此嵌入式Ｌｉｎｕｘ目标平台采用了基于￥３Ｃ２４１０Ａ处理器的ＡＲＭ９核心板，内核为２．４．２０的Ｌｉｎｕｘ操作系统。具体操
基于ARM的Linux网络设备驱动程序开发
作者：
作者单位：
刊名：
英文刊名：
年，卷(期)：
引用次数：周敬琼，周凤星， ZHOU Jing-qiong， ZHOU Feng-xing武汉科技大学,冶金自动化与检测技术教育部工程中心,湖北,武汉,430081计算机工程与设计COMPUTER ENGINEERING AND DESIGN2009，30(22)0次
参考文献(9条)
1.俞用昌 Linux设备驱动开发技术及应用 2008
2.周立功 S3C2410&嵌入式Linux系统教程 2006
3.孙纪坤.张小全嵌入式Linux系统开发技术详解--基于ARM 2007
4.Robert Love Linux内核设计与实现 2008
5.宋宝华 Linux设备驱动开发详解 2008
6.杜春雷 ARM体系结构与编程 2003
7.Rick Grehen.许汝峰 32位嵌入式系统编程 2002
8.善平.刘文峰.王焕龙 Linux与嵌入式系统 2007
9.魏忠.蔡勇.雷红卫嵌入式开发详解 2003
相似文献(10条)
1.学位论文谢耀华基于ARM-LINUX的SNMP网管系统的实现 2008
随着网络时代的发展，人们越来越离不开网络，网络硬件的安全性、可靠性越发重要。即使是短暂的网络中断也可能给人们的生活带来极大的影响，这使得人们对网络相关设备的管理监控实时性的需求越来越高。这就要求网络运营商需要对远近端网络设备进行监控，在网络出现问题时能及时发现并加以解决，实现网络预防和及时维护功能，提高网络运营商对用户的服务质量。
本文主要就是基于该背景提出的一种解决方案。本文采用的SNMP协议提供了一种对这些网络设备进行有效管理的技术基础。本文的主要思路是在ARM9开发板
原有的软硬件基础上及ARM-LINUX系统上，主要利用SNMP服务器来实现对网络设备监控网管的功能，并在SNMP服务器中添加企业MIB节点，实现管理企业特定的设备。同时本文也介绍了在系统中利用BOA服务器来实现动态WEB刷新，利用BUSYBOX添加新命令等方法，初步实现一套具有特定网管功能的网管系统。
本文的创新之处在于不仅采用利用SNMP开发网管系统的流行做法，同时还利用BOA服务器将动态WEB技术应用到网管系统中。该做法的创新之处在于摆脱以往需要开发对应的网管平台软件来管理的局限，同时支持利用WEB浏览器就能监控到网络设备的做法。BOA服务器技术支持利用任何一种WEB浏览器就能监控到网络设备的工作状态，从而大大满足了网络管理员的管理需求。因此该技术可以广泛的应用于网络设备的实时监控中。
2.期刊论文周温庆.陈继努.冯文菲.ZHOU Wen-qing.CHENG Ji-nu.FENG Wen-fei 基于ARM微处理器的网络设备检测仪 -通信技术2008,41(9)
网络通信设备如加固型路由器,台式或背负式指挥终端网口、V35/HDSL等通过以太网接口进行数据收发.设计开发网络设备检测仪对出现故障的设备或链路进行检测和定位.采用32位ARM微处理器同时引入嵌入式操作系统uCOS-II,满足多任务实时性要求.并设计监视任务实时监视系统的正常运行,使系统的可靠性和稳定性得到了较好的解决.
3.学位论文李萌基于Web和嵌入式Linux的网络设备监控平台的设计与实现2006
随着网络技术的迅速发展，网络设备的使用已经越来越广泛，如何对设备进行远程监控已成了迫切需要解决的问题。人们希望对那些原来只能通过串口配置的网络设备，通过网络远程地进行监视、控制和配置等操作。本网络设备监控平台就是为了解决这个问题而开发的。研究了以ARM-Linux为操作系统的S3C2410A嵌入式平台上的网络设备监控的实现技术，设计了硬件平台，移植了Linux操作系统和嵌入式GoAhead Web Server，开发了通过浏览器控制网络设备监控软件等。该系统可以满足用户对远程网络设备监控的需要。
本文首先阐述了设备接入Internet技术的发展和现状，分析了网络设备监控平台的需求，讨论了网络设备监控平台的结构以及相应的软、硬件环境，提出了系统总体设计方案。研究了ARM-Linux操作系统在S3C2410A开发平台上的移植，分析了如何在嵌入式Web服务器GoAhead上开发系统应用程序，并对各模块的设计实现进行了详细的描述。最后给出了对设备监控平台的功能分析和性能测试结果及结论。
4.学位论文陈军成基于ARM的网络隔离机制的研究与实现 2009
随着互联网的不断发展，信息在不同安全等级网络之间的交互越来越频繁。如何保障涉密网络和非涉密网络之间信息交互的安全性，如何合理地解决网络开放性
与安全性之间的矛盾成为目前迫切需要解决的问题。网络隔离技术是当前刚刚兴起的一种新型网络安全技术，可以实现内部网络信息的高安全保护。本文提出了一种基于逻辑隔离的数据安全转发的技术方案。该方案是在ARM平台的嵌入式Linux系统上运行安全处理软件对进出内部网络设备的数据进行安全隔离处理，从而保护内部网络设备数据的安全传输。
本文从硬件需求分析入手，采用了双网口的ARM9平台设计硬件系统。在此基础上，完成了以下几方面工作：对运行于ARM平台的嵌入式系统的定制、裁剪和移植；研究内外网络通信方式，给出了双网口通信模式完成其数据交互并实现了基于DM9000网络控制器的双网口通信驱动模块；接着在数据交互过程中，改进Netfilter框架下的数据提取转发模块，利用它把数据从链路层提取到网络层安全处理；最后在对数据安全处理过程中，给出了一种基于RSA算法与IDEA算法的混合加密策略，对数据采用快速的IDEA算法进行加密处理，而在传输过程中用RSA公钥对IDEA密钥进行保护，并利用Flash存取IDEA算法和RSA算法的密钥，达到了网络数据安全隔离的目的。
本文网络隔离系统在数据传输过程中达到了预期的效果，不但实现了数据的快速传输，也保证了系统的安全性能。
5.学位论文张忠基于ARM的网络故障诊断设备核心板的设计与实现 2008
应急通信网主要是指由于发生了像地震、洪灾等紧急情况，为了抗险救灾的需要而搭建的一种应急的通信网络。由于这种网络的移动性强，所处的
环境复杂，因而网络中设备发生故障的可能性较高。这些设备一旦发生故障，如果得不到及时的修复，就可能影响网络的性能，甚至导致通信的中断。因此，如何实现一种有效的网络故障诊断手段是应急通信网高可靠性的重要保证。
便携式的网络故障诊断设备作为一种携带方便、功耗低的故障诊断设备可以用于应急通信网中网络设备的快速故障诊断以保证它的高可靠性。网络故障诊断设备作为一种在野外工作的便携式设备，如何降低功耗，延长设备工作时间就成为改善设备性能的一个关键。
本文以在应急通信网中网络设备的故障诊断为背景，研究了嵌入式系统中硬件低功耗设计技术和方法，并在分析了高速电路板设计原理的基础上，提出了以
S3C2440A处理器为核心的网络故障诊断设备核心电路板的硬件设计，并完成了网络故障诊断设备核心电路板的实现。采用了低功耗的设计方法，达到了降低设备功耗的目的。
6.期刊论文 ARM核年销售15亿个/中国2G网络设备厂商市场份额/中国半导体制造设备市场明起反弹 -电子产品世界2005,""(23)
7.学位论文张杰基于ARM——Linux的嵌入式产品平台构建 2007
随着计算机技术的发展，嵌入式系统已成为计算机领域一个重要组成部分，并成为近年来新兴的研究热点。ARM7TDMI是一种高效，低功耗的RISC处理器，以
该内核为核心的 LPC2210 是一款基于以太网应用的高性价比 16/32 位微控制器，非常适合嵌入式产品。uClinux 由于源代码开放以及强大的网络功能，在中低端嵌入式网络设备中有广泛应用，与其它的嵌入式操作系统相比，具有更多的优势，因此本课题将其作为硬件平台的操作系统，并在这个系统中实现 uClinux 的基本操作。
本文研究设计了基于 ARM——Linux 的嵌入式产品平台，完成系统的硬件设计、实现及操作系统移植。采用高速 PCB 设计方法，考虑抗干扰问题，以保证系统硬件的可靠性。系统充分利用 ARM 处理器高性能、低功耗、低成本的优点，扩展平台的通用接口，为今后开发基于该平台的应用系统的提供捷径。论文中介绍的硬件和软件平台可以为实际应用提供很好的开发起点。论文的结构如下：
第一章介绍了嵌入式系统的基本概念，以及嵌入式系统的发展历程。
第二章深入分析了以ARM为内核的LPC2210芯片的特性和功能。
第三章介绍产品平台硬件设计的详细步骤、实现细节以及硬件系统的调试方法。第四章针对平台的PCB布局布线，讨论了为减少干扰而应取的各项措施及策略，以便印刷电路板达到设计的要求。
第五章介绍了嵌入式操作系统uClinux移植到本平台的详细步骤。
8.学位论文马春鸣基于ARM处理器的嵌入式系统实现 2005
随着嵌入式系统和信息家电的广泛应用，将个人家庭以及公司的各种网络设备接入Internet已经成为一种必然。而接入网络的最关键的部件之一是网关，其中家庭网关由于与新近崛起的信息家电关系密切，因而更加倍受关注。
本文主要介绍一个自行设计的基于ARM处理器的嵌入式家庭网关的具体实现，从而阐述嵌入式系统设计的一般方法和设计过程，以及有可能碰到的一些问题的解决方法。
第一章嵌入式系统及信息家电主要介绍嵌入式系统和信息家电的概念，特点，组成，发展概况等，同时从以上条件出发探讨本课题的目标和工作内容。
第二章介绍系统硬件平台架构。首先概述了系统的整体硬件结构，然后分别介绍ARM处理器的特点，结构；使用的flash芯片，以及其他存储芯片的特点，结构；网口，串口，通用I/O口等外围电路设计的基本原理。
第三章介绍系统的软件部分，软件部分包括嵌入式操作系统的移植，建立自己的嵌入式WEB服务器和操作系统。
9.学位论文张超基于ARM和uClinux的嵌入式系统的构建研究 2005
嵌入式系统产业近年来持续迅猛发展,正广泛应用于移动计算设备、网络设备、工控设备、信息家电、汽车电子、娱乐设施、仪器仪表等领域.在此背景下,我们将嵌入式系统与嵌入式Linux技术相结合,基于特定的硬件平台,将嵌入式uClinux操作系统成功移植到了ARM7TDMI核的ARM微处理器上,建立起了系统的软件平台.作为嵌入式系统整体中的一部分,本文修改并设计了引导程序Bootloader、必要
的设备驱动程序,以及应用程序.综合考虑了目前嵌入式系统的软硬件发展状况,本文描述的开发平台基于Samsung公司的S3C44B0X处理器,该款处理器在
ARM7TDMI型的众多处理器中,以其低价格、低功耗以及强大的外围接口等特点在PDA等手持设备领域占用重要的市场份额.同时,我们选择uClinux操作系统做为我们所要移植的操作系统平台.最后,本文讨论了嵌入式Linux的图形用户界面支持系统,通过分析、比较目前流行的几种嵌入式GUI,选择了嵌入式Qt作为研究对象,提出了一个基于嵌入式Qt的车载娱乐系统设计方案,实现了车载娱乐的基本要求.在整个软硬件协同设计中,包含了多项关键技术可供在后续的嵌入式系统产品开发中沿用.本论文将结合图表及具体实例对本课题所做工作进行详尽的阐述. 10.期刊论文张群兴.柏代军军械电子装备网络设备检测仪设计 -四川兵工学报2009,30(8)
分析了电子装备网络设备检测仪的功能性能需求,并基于32位ARM微处理器嵌入式设计思路,介绍了网络设备检测仪系统设计包含的硬件组成、软件组成、接口电路设计、主要功能函数等,可实现对主要网络设备或链路进行故障检测与定位. 本文链接：https://www.doczj.com/doc/6214584490.html,/Periodical_jsjgcysj200922024.aspx
下载时间：2010年6月2日
嵌入式系统的以太网接口设计及linux驱动 1 以太网概述 以太网(Ethernet)是当今局域网采用的最通用的通信协议标准。在以太网中，所有计算机被连接在一条电缆上，采用带冲突检测的载波侦听多路访问(CSMA/CD)方法，采用竞争机制和总线拓扑结构。基本上，以太网由共享传输媒体，如双绞线电缆或同轴电缆、多端口集线器、网桥或交换机构成。 按照OSI(Open System Interconnection Reference Model，开放式系统互联参考模型)7层参考模型，以太网定义的是物理层(PHY)和数据链路层(对应以太网的MAC层)的标准。 2 嵌入式处理器上扩展以太网接口 以太网接口控制器主要包括MAC乘PHY两部分，如图1所示为嵌入式处理器集成MAC层控制器。 MAC层控制器和PHY的连接是通过MII、RMII等接口实现的。在IEEE802的标准系列中，数据链路层包括LLC和MAC两个子层。其中MAC负责完成数据帧的封装、解封、发送和接受功能。PHY层的结构随着传输速率的不同而有一定的差异。对于1OBaseT等网络，从以太网PHY芯片输出的就是传输所需的差分信号。但是还需要一个网络隔离变压器组成图2的结构。网络隔离变压器可起到抑制共模干扰、隔离线路以及阻抗匹配等作用。 本文介绍一种新款网络接口芯片DM9000A，它可以很方便的实现与嵌入式CPU的接口，实现扩展以太网口的功能。DM9000A是中国台湾DAVICOM公司推出的一款高速以太网接口芯片，其基本特征是：集成10/100M物理层接口；内部带有16K字节SRAM用作接收发送的FIFO缓存；支持8/16bit两种主机工作模式：
1、demo demo.c #ifndef __KERNEL__ #define __KERNEL__ #endif #ifndef MODULE #define MODULE #endif #include
嵌入式Linux系统开发标准教程 目录 版权信息 内容简介 编辑推荐 目录 编辑本段版权信息 书名: 嵌入式Linux系统开发标准教程 作者：华清远见嵌入式培训中心 出版社：人民邮电出版社 出版时间： 2009 ISBN: 9787115194756 开本：16 定价: 45.00 元 编辑本段内容简介 《嵌入式Linux系统开发标准教程(第2版)》以嵌入式Linux系统开发流程为主线，剖析了嵌入式Linux系统构建的各个环节。《嵌入式Linux 系统开发标准教程(第2版)》从嵌入式系统基础知识和Linux编程技术讲起，接下来介绍了嵌入式Linux交叉开发环境的建立，然后分析了嵌入式Linux系统的引导程序、内核和文件系统三大组成部分，最后介绍了嵌入式Linux系统集成和部署的方法。 《嵌入式Linux系统开发标准教程(第2版)》先以ARM平台为例，对U-Boot和Linux内核启动过程做了详细分析，为学习嵌入式Linux系统开
发奠定基础，然后从概念上阐述了嵌入式Linux系统开发流程，实践上提供了具体的操作步骤，使读者能够深入理解嵌入式Linux系统的构建。 《嵌入式Linux系统开发标准教程(第2版)》可作为高等院校电子类、电气类、控制类等专业高年级本科生、研究生学习嵌入式Linux的教材，也可供希望进入嵌入式领域的科研和工程技术人员参考使用，还可作为嵌入式培训班的教材和教辅材料。 编辑本段编辑推荐 众多专家、厂商联合推荐，业界权威培训机构的经验总结。《嵌入式Linux系统开发标准教程(第2版)》配套PPT嵌入式专家讲座视频鞂式图书样章。嵌入式系统概述、ARM嵌入式处理器、Linux编程环境，嵌入式交叉开发环境、交叉杆塔工具链、Bootloader、配置编译Linux内核、Liux内核移植、内核高度技术、制作根文件系统、开源软件的应用、系统集成测试、部署Linux系统。 编辑本段目录 第1章嵌入式系统概述 1.1嵌入式系统的定义与特点 1.2常见的嵌入式操作系统 1.3嵌入式Linux的发展历史 1.4初步认识嵌入式Linux开发环境 1.5嵌入式Linux系统开发要点 第2章ARM嵌入式处理器 2.1初识ARM 2.1.1ARM公司简介 2.1.2ARM体系结构基础 2.1.3Linux与ARM处理器 2.2ARM指令集 2.2.1ARM处理器的指令集概述 2.2.2ARM指令寻址方式 2.2.3Thumb指令概述 2.3典型ARM处理器简介 2.3.1AtmelAT91RM9200 2.3.2SamsungS3C2410 2.3.3TIOMAP1510/1610系列 2.3.4Freescalei.Max21 2.4典型的嵌入式系统开发平台——三星S3C2410开发板
参考答案 第一章 一、填空题。 1、嵌入式系统主要融合了计算机软硬件技术、通信技术和微电子技术，它是将计算机直接嵌入到应用系统中，利用计算机的高速处理能力以实现某些特定的功能。 2、目前国内对嵌入式系统普遍认同的定义是：以应用为中心、以计算机技术为基础、软硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。 3、嵌入式系统一般由嵌入式计算机和执行部件组成，其中嵌入式计算机主要由四个部分组成，它们分别是：硬件层、中间层、系统软件层以及应用软件层。 4、嵌入式处理器目前主要有ARM、MIPS、Power PC、68K等，其中arm处理器有三大特点：体积小、低功耗、的成本和高性能，16/32位双指令集，全球合作伙伴众多。 5、常见的嵌入式操作系统有：Linux、Vxworks、WinCE、Palm、uc/OS-II和eCOS。 6、嵌入式系统开发的一般流程主要包括系统需求分析、体系结构设计、软硬件及机械系统设计、系统集成、系统测试，最后得到最终产品。 二、选择题 1、嵌入式系统中硬件层主要包含了嵌入式系统重要的硬件设备：、存储器（SDRAM、ROM等）、设备I/O接口等。（A） A、嵌入式处理器 B、嵌入式控制器 C、单片机 D、集成芯片 2、20世纪90年代以后，随着系统应用对实时性要求的提高，系统软件规模不断上升，实时核逐渐发展为，并作为一种软件平台逐步成为目前国际嵌入式系统的主流。（D） A、分时多任务操作系统 B、多任务操作系统 C、实时操作系统 D、实时多任务操作系统 3、由于其高可靠性，在美国的火星表面登陆的火星探测器上也使用的嵌入式操作系统是。（B） A、Palm B、VxWorks C、Linux D、WinCE [在此处键入]
实验三：Linux网络设备驱动开发实验 一、实验目的 读懂linux网络设备驱动程序例子，并且实际加载驱动程序，加载进操作系统以后，会随着上层应用程序的触发而执行相应动作，具体执行的动作可以通过代码进行改变。 ●读懂源码及makefile ●编译驱动程序 ●加载 ●多种形式触发动作 二、预备知识 熟悉linux驱动基本原理，能读懂简单的makefile。 三、实验预计时间 80-120分钟左右 四、驱动程序部分具体步骤 要求读懂一个最简单的驱动程序，在驱动程序的诸如“xxx_open”、“xxx_read”等标准接口里面加入打印语句。可参考多模式教学网上的驱动样例。 五、用于触发驱动动作的应用程序及命令 驱动程序就是以静态的标准接口库函数形式存在，网络设备驱动会受到两大类情况的触发，一种是linux里面的控制台里面的命令，另一种是套接口应用程序，首先要搞清都有哪些具体的命令和应用程序流程，应用程序参考多模式教学网的例子。 六、运行测试 提示：需要将驱动程序以dll加载进系统中，并且触发应用程序调用各种文件操作的接口函数，使得驱动有所动作，打印出相关信息。 1.编译驱动： cd /某某目录/vnetdev/ make clean make 2.加载驱动与打开网卡： insmod netdrv.ko
ifconfig vnet0 up 3.运行应用程序 ../raw 4.通过命令“修改网卡MTU”触发驱动执行动作： ifconfig vnet0 mtu 1222 5.显示内核打印： cat /var/log/messages 6.卸载： ifconfig vnet0 down rmmod netdrv.ko 7.修改代码中的某些函数中的打印信息，重新试验上述流程。 至此大家都应该真正理解和掌握了驱动程序-操作系统-应用程序的三者联动机制。 七、实验结果 由图可知能正常加载网卡驱动，并且能够打印调试信息。
湖南工业大学 课程设计 资料袋 计算机与通信学院学院（系、部）2015~ 2016 学年第一学期 课程名称嵌入式Linux应用程序开发指导教师叶伟琼职称副教授 学生姓名皓月叶舞专业班级通信工程12XX 学号124082004XX 题目AD驱动 成绩起止日期2015 年12 月14 日～2015年12月20 日 目录清单 序号材料名称资料数量备注 1 课程设计任务书 1 2 课程设计说明书 1 3 课程设计图纸10 张4 5 6
湖南工业大学 课程设计任务书 2015 —2016学年第1 学期 计算机与通信学院通信工程专业12XX 班 课程名称：嵌入式Linux应用程序开发 设计题目： AD驱动 完成期限：自2015 年12 月14 日至2015 年12 月20 日共 1 周 内容及任务一、设计的主要技术参数 数模转换、数模编程 二、设计任务(内容) 1、完成相关编程模拟量输入采集和转换 2、将结果显示 3、测试并运行，改变模拟量输入 4、验证 5、完成课程设计说明书 三、设计工作量 1周完成 进度安排 起止日期工作内容 12月14日分组、任务分配、课题理解 12月15日-12月17日功能分析、程序设计 12月18日-12月19日实验验证和测试 12月20 日总结、书写实验报告 参考资料[1] 王实甫. 嵌入式Linux系统设计与实例开发. 吉林大学出版社，2004年 [2] 田丰兴. 嵌入式控制系统. 北京航空航天大学出版社，2002年 指导教师（签字）：年月日系（教研室）主任（签字）：年月日
湖南工业大学 嵌入式Linux应用程序设计 课程设计说明书 AD驱动 起止日期： 2015年 12月14日至 2015年 12月 20 日 学生姓名皓月叶舞 班级通信1204班 学号124082004XX 成绩 指导教师(签字) 计算机与通信学院 2015年 12月20日
从软件工程的角度来说，嵌入式应用软件也有一定的生命周期，如要进行需求分析、系统设计、代码编写、调试和维护等工作，软件工程的许多理论对它也是适用的。 但和其他通用软件相比，它的开发有许多独特之处： ·在需求分析时，必须考虑硬件性能的影响，具体功能必须考虑由何种硬件实现。 ·在系统设计阶段，重点考虑的是任务的划分及其接口，而不是模块的划分。模块划分则放在了任务的设计阶段。 ·在调试时采用交叉调试方式。 ·软件调试完毕固化到嵌入式系统中后，它的后期维护工作较少。 下面主要介绍分析和设计阶段的步骤与原则： 1、需求分析 对需求加以分析产生需求说明，需求说明过程给出系统功能需求，它包括：·系统所有实现的功能 ·系统的输入、输出 ·系统的外部接口需求（如用户界面） ·它的性能以及诸如文件/数据库安全等其他要求 在实时系统中，常用状态变迁图来描述系统。在设计状态图时，应对系统运行过程进行详细考虑，尽量在状态图中列出所有系统状态，包括许多用户无需知道的内部状态，对许多异常也应有相应处理。 此外，应清楚地说明人机接口，即操作员与系统间地相互作用。对于比较复杂地系统，形成一本操作手册是必要的，为用户提供使用该系统的操作步骤。为使系统说明更清楚，可以将状态变迁图与操作手册脚本结合起来。
在对需求进行分析，了解系统所要实现的功能的基础上，系统开发选用何种硬件、软件平台就可以确定了。 对于硬件平台，要考虑的是微处理器的处理速度、内存空间的大小、外部扩展设备是否满足功能要求等。如微处理器对外部事件的响应速度是否满足系统的实时性要求，它的稳定性如何，内存空间是否满足操作系统及应用软件的运行要求，对于要求网络功能的系统，是否扩展有以太网接口等。 对于软件平台而言，操作系统是否支持实时性及支持的程度、对多任务的管理能力是否支持前面选中的微处理器、网络功能是否满足系统要求以及开发环境是否完善等都是必须考虑的。 当然，不管选用何种软硬件平台，成本因素都是要考虑的，嵌入式Linux 正是在这方面具有突出的优势。 2、任务和模块划分 在进行需求分析和明确系统功能后，就可以对系统进行任务划分。任务是代码运行的一个映象，是无限循环的一段代码。从系统的角度来看，任务是嵌入式系统中竞争系统资源的最小运行单元，任务可以使用或等待CPU、I/O设备和内存空间等系统资源。 在设计一个较为复杂的多任务应用系统时，进行合理的任务划分对系统的运行效率、实时性和吞吐量影响都极大。任务分解过细会不断地在各任务之间切换，而任务之间的通信量也会很大，这样将会大大地增加系统的开销，影响系统的效率。而任务分解过粗、不够彻底又会造成原本可以并行的操作只能按顺序串行执行，从而影响系统的吞吐量。为了达到系统效率和吞吐量之间的平衡折中，在划分任务时应在数据流图的基础上，遵循下列步骤和原则：
Linux设备驱动模型之platform总线深入浅出 在Linux2.6以后的设备驱动模型中，需关心总线，设备和驱动这三种实体，总线将设备和驱动绑定。在系统每注册一个设备的时候，会寻找与之匹配的驱动；相反，在系统每注册一个驱动的时候，会寻找与之匹配的设备，而匹配由总线完成。 对于依附在USB、PCI、I2C、SPI等物理总线来这些都不是问题。但是在嵌入式系统里面，在Soc系统中集成的独立外设控制器，挂接在Soc内存空间的外设等却不依附在此类总线。基于这一背景，Linux发明了一种总线，称为platform。相对于USB、PCI、I2C、SPI等物理总线来说，platform总线是一种虚拟、抽象出来的总线，实际中并不存在这样的总线。 platform总线相关代码：driver\base\platform.c 文件相关结构体定义：include\linux\platform_device.h 文件中 platform总线管理下最重要的两个结构体是platform_device和platform_driver 分别表示设备和驱动在Linux中的定义如下一：platform_driver //include\linux\platform_device.h struct platform_driver { int (*probe)(struct platform_device *); //探测函数，在注册平台设备时被调用int (*remove)(struct platform_device *); //删除函数，在注销平台设备时被调用void (*shutdown)(struct platform_device *); int (*suspend)(struct platform_device *, pm_message_t state); //挂起函数，在关机被调用int (*suspend_late)(struct platform_device *, pm_message_t state); int (*resume_early)(struct platform_device *); int (*resume)(struct platform_device *);//恢复函数，在开机时被调用struct device_driver driver;//设备驱动结构}; 1 2 3 4 5 6 7 8
实现如下的功能: --字符设备驱动程序的结构及驱动程序需要实现的系统调用 --可以使用cat命令或者自编的readtest命令读出"设备"里的内容 --以8139网卡为例,演示了I/O端口和I/O内存的使用 本文中的大部分内容在Linux Device Driver这本书中都可以找到, 这本书是Linux驱动开发者的唯一圣经。 ================================================== ===== 先来看看整个驱动程序的入口,是char8139_init(这个函数 如果不指定MODULE_LICENSE("GPL", 在模块插入内核的 时候会出错,因为将非"GPL"的模块插入内核就沾污了内核的 "GPL"属性。 module_init(char8139_init; module_exit(char8139_exit; MODULE_LICENSE("GPL"; MODULE_AUTHOR("ypixunil"; MODULE_DESCRIPTION("Wierd char device driver for Realtek 8139 NIC"; 接着往下看char8139_init( static int __init char8139_init(void {
int result; PDBG("hello. init.\n"; /* register our char device */ result=register_chrdev(char8139_major, "char8139", &char8139_fops; if(result<0 { PDBG("Cannot allocate major device number!\n"; return result; } /* register_chrdev( will assign a major device number and return if it called * with "major" parameter set to 0 */ if(char8139_major == 0 char8139_major=result; /* allocate some kernel memory we need */ buffer=(unsigned char*(kmalloc(CHAR8139_BUFFER_SIZE, GFP_KERNEL; if(!buffer { PDBG("Cannot allocate memory!\n"; result= -ENOMEM;
嵌入式软件开发流程 一、嵌入式软件开发流程 1.1 嵌入式系统开发概述 由嵌入式系统本身的特性所影响，嵌入式系统开发与通用系统的开发有很大的区别。嵌入式系统的开发主要分为系统总体开发、嵌入式硬件开发和嵌入式软件开发3大部分，其总体流程图如图1.1所示。 图1.1 嵌入式系统开发流程图 在系统总体开发中，由于嵌入式系统与硬件依赖非常紧密，往往某些需求只能通过特定的硬件才能实现，因此需要进行处理器选型，以更好地满足产品的需求。另外，对于有些硬件和软件都可以实现的功能，就需要在成本和性能上做出抉择。往往通过硬件实现会增加产品的成本，但能大大提高产品的性能和可靠性。 再次，开发环境的选择对于嵌入式系统的开发也有很大的影响。这里的开发环境包括嵌入式操作系统的选择以及开发工具的选择等。比如，对开发成本和进度限制较大的产品可以选择嵌入式Linux，对实时性要求非常高的产品可以选择Vxworks等。
1.2 嵌入式软件开发概述 嵌入式软件开发总体流程为图4.15中“软件设计实现”部分所示，它同通用计算机软件开发一样，分为需求分析、软件概要设计、软件详细设计、软件实现和软件测试。其中嵌入式软件需求分析与硬件的需求分析合二为一，故没有分开画出。 由于在嵌入式软件开发的工具非常多，为了更好地帮助读者选择开发工具，下面首先对嵌入式软件开发过程中所使用的工具做一简单归纳。 嵌入式软件的开发工具根据不同的开发过程而划分，比如在需求分析阶段，可以选择IBM的Rational Rose等软件，而在程序开发阶段可以采用CodeWarrior（下面要介绍的ADS 的一个工具）等，在调试阶段所用的Multi-ICE等。同时，不同的嵌入式操作系统往往会有配套的开发工具，比如Vxworks有集成开发环境Tornado，WindowsCE的集成开发环境WindowsCE Platform等。此外，不同的处理器可能还有对应的开发工具，比如ARM的常用集成开发工具ADS、IAR和RealView等。在这里，大多数软件都有比较高的使用费用，但也可以大大加快产品的开发进度，用户可以根据需求自行选择。图4.16是嵌入式开发的不同阶段的常用软件。 图1.2 嵌入式开发不同阶段的常用软件 嵌入式系统的软件开发与通常软件开发的区别主要在于软件实现部分，其中又可以分为编译和调试两部分，下面分别对这两部分进行讲解。 1．交叉编译 嵌入式软件开发所采用的编译为交叉编译。所谓交叉编译就是在一个平台上生成可以在另一个平台上执行的代码。在第3章中已经提到，编译的最主要的工作就在将程序转化成运行该程序的CPU所能识别的机器代码，由于不同的体系结构有不同的指令系统。因此，不同的CPU需要有相应的编译器，而交叉编译就如同翻译一样，把相同的程序代码翻译成不同CPU的对应可执行二进制文件。要注意的是，编译器本身也是程序，也要在与之对应的某一个CPU平台上运行。嵌入式系统交叉编译环境如图4.17所示。
嵌入式Linux具有稳定、可伸缩及开放源代码等特点，可兼容多 种处理器和主机，广泛适用于各种产品和应用。但是，交叉编译、 设备驱动程序开发/调试，以及更小尺寸等要求对嵌入式Linux开 发者来说都是严峻的挑战。为应对这些挑战，针对嵌入式Linux开 发的专用工具应运而生，而且发展十分迅猛。 但是，许多这类开发工具都不兼容非X86平台，而且也没有很好 地实现归档备案或集成。在其它开发环境下，组件间的高度集成并 没有完全兑现。因此，要想完全从这些免费的软件组件开始创建 一个完整的跨平台开发环境，开发者应意识到这将需要大量的调 研、实施、培训和维护方面的工作。 Linux 是少数既可以在嵌入式设备上运行也可作为开发环境的操 作系统之一。这一特性可让开发者在转向此开发系统之前于常用硬 件(比如X86桌面系统)之上开发、调试和测试应用程序和库，因 此可减少对标准参考平台和指令集仿真器的依赖。这一技术仅适用于应用程序和库，但不适用于设备驱动程序，因为后者的开发依赖于 Linux架构。 开放源代码团体及一些软件供应商可提供设备驱动程序开发工具。由于设备驱动程序比标准应用程序距离硬件更近，因此它们的开发比较困难。所幸的是，Linux 桌面系统可以利用一些Windows及其它操作系统所没有的工具。有足够经验开发设备驱动程序的开发人员可能已经习惯将Linux作为他们的桌面开发系统了。 Linux的快速发展及其桌面方案的不断涌现提出了一个重要问题：所选择的工具方案怎样在不同的Linux分布式系统上运行？它们依赖于主机平台的软件配置吗？ 有些Linux工具提供独立于主机平台的开发环境，包括一系列可支持开发工具的应用软件、库和实用程序。这一方法几乎将开发环境与主机配置完全隔离开来，因此主机可以是任何Linux分布式系统，而且任何更新和修改都不会影响开发环境的功能。 这种方法的主要缺点是对存储空间的要求有所增加――约200MB，因为它自己实际上相当于一个微型Linux分布式系统。 可用的工具 一个嵌入式Linux产品的开发需要几个阶段，包括为目标板配置和构建基本Linux OS；调试应用程序、库、内核及设备驱动程序/内核模块；出货前最终方案的优化、测试和验证。 有数百种开放源代码开发工具可供选择。只要开发者原意花时间和精力去调研、实施和维护一系列各不相同的工具，总能找出一个完整的解决方案，完成几乎任何开发任务。
嵌入式培训专家
Linux网络设备驱动
主讲：宋宝华
https://www.doczj.com/doc/6214584490.html,
华清远见
今天的内容
vLinux网络设备驱动架构 vLinux网络设备驱动数据流程
? NON-NAPI模式数据接收流程 ? NAPI模式数据接收流程 ? 数据发送流程
vLinux网络协议栈的实现
? TCP/UDP/IP/MAC各层数据传递 ? 网络系统调用与socket
华清远见
Linux网络设备驱动架构
华清远见
net_device
struct net_device_ops { int (*ndo_open)(struct net_device *dev); int (*ndo_start_xmit) (struct sk_buff *skb, struct net_device *dev); int (*ndo_set_mac_address)(struct net_device *dev, void *addr); int (*ndo_do_ioctl)(struct net_device *dev, struct ifreq *ifr, int cmd); void (*ndo_tx_timeout) (struct net_device *dev); ... }
struct net_device { struct net_device_stats stats; const struct net_device_ops *netdev_ops; const struct ethtool_ops *ethtool_ops; ... }
struct ethtool_ops { int (*get_settings)(struct net_device *, struct ethtool_cmd *); int (*set_settings)(struct net_device *, struct ethtool_cmd *); void (*get_drvinfo)(struct net_device *, struct ethtool_drvinfo *); int (*get_regs_len)(struct net_device *); ... }
ARM的嵌入式Linux应用程序开发设计 嵌入式系统已经渗透到人们工作、生活中的各个领域，嵌入式处理器已占分散处理器市场份额的94％。而嵌入式Linux系统也蓬勃发展，不仅继承了Linux 源码开放、内核稳定高效、软件丰富等优势，还具备支持广泛处理器结构和硬件平台、占有空间小、成本低廉、结构紧凑等特点。1ARM处理器及开发板在嵌入式领域，ARM已取得了极大的成功，造就了IP核商业化、市场化的神话。据统计，全球有103家巨型IT公司在采用ARM技术，20家最大的半导体，一 嵌入式系统已经渗透到人们工作、生活中的各个领域，嵌入式处理器已占分散处理器市场份额的94％。而嵌入式Linux系统也蓬勃发展，不仅继承了Linux源码开放、内核稳定高效、软件丰富等优势，还具备支持广泛处理器结构和硬件平台、占有空间小、成本低廉、结构紧凑等特点。 1 ARM处理器及开发板 在嵌入式领域，ARM已取得了极大的成功，造就了IP核商业化、市场化的神话。据统计，全球有103家巨型IT公司在采用ARM技术，20家最大的半导体，一商中有19家是ARM的用户。ARM系列芯片已经被广泛的应用于移动电活、手持式计算机以及各种各样的嵌入式应用领域，成为世界上销量最大的32位微处理器。ARM已成为业界实际的RISC芯片标准。 ARM系列处理器根据各自特点应用于不同领域。从应用的角度上ARM芯片选择的一般原则：MMU；处理器速度；内置存储器容量；USB接口；GPIO数量；中断控制器；IIS(integrate interface ofsound)音频接口；nWAIT信号； RTC(real timeclock)；LCD控制器；PWM输出等各项指标。 本文使用的是ARM9，其性能远远高过ARM7。开发板使用的是广州斯道信息技术有限公司的开发板，中央处理器是三星公司的S3C2410。ARM9具有以下特点：5级流水线；采用哈佛结构；高速缓存和写缓存的引入；支持MMU。 2 嵌入式Linux系统 嵌入式操作系统是嵌入式应用软件的基础和开发平台，它的出现解决了嵌入式软件开发标准化的难题。嵌入式系统具有操作系统的最基本的功能。目前主流的嵌入式系统有以下儿种：Linux、VxWorks、QNX、Windows CE、Palm OS。 嵌入式Linux操作系统具有一些独特的优势：层次结构及内核完全开放；强大的网络支持功能；具备一整套工具链；广泛的硬件支持特性。 嵌入式Linux系统有很多种。本文使用的是Red Hat9操作系统。 在安装有Windows和Linux双系统的PC上，系统会以Linux的GRUB作为引导装入器来选择启动二者。此时若直接删除Linux分区，会导致系统无法启动
L i n u x驱动基础试题（时间：１个小时） 一、选择题（每题4分，共40分，包括单选和多选，多选、少选均不得分） 1.Linux系统中将设备进行分类管理，下列设备中（ACD）属于字符设备，（BC）属于块设备 [A]键盘[B]硬盘[C]闪存设备[D]帧缓存设备[E]网卡 2.Linux系统中，内核以（D）区分设备 [A]设备节点名[B]设备节点号[C]设备名称[D]设备号 3.Linux系统中设备节点可以创建在（A） [A]/dev目录下[B]根目录下[C]/tmp目录下[E]以上都可以 4.Linux驱动程序运行在（A） [A]内核空间[B]用户空间[C]用户空间和内核空间 5.Linux系统中设备驱动程序是以模块形式组织的，编译驱动时可以用哪种方式编译（AB） [A]静态编译进内核[B]动态编译 6.内核中，设备的主设备号用（B）位来表示，次设备号用（D）位来表示 [A]8[B]12[C]16[D]20[E]24[F]32 7.Linux系统中哪些种类的设备有设备节点（BD） [A]定时器[B]字符设备[C]块设备[D]网络设备 8.通常情况下，kmalloc函数能分配的最大内存是（C） [A]4K[B]64K[C]128K[D]4M 9.能保证物理空间上连续的内存分配函数是（AB） [A]__get_free_pages[B]kmalloc[C]vmalloc[D]malloc 10.Linux系统中通过add_timer添加的timer是（A） [A]一次的[B]循环的[C]以上两种都可以 二、简答题（每题6分，共60分） 系统中以模块方式组织设备驱动程序，请列举在一个模块程序中必不可少的组成部分。（可以写个Helloworld模块的程序） 2.请从定义、性质、操作方式等方面对比说明字符设备和块设备。 3.请列举Linux设备驱动程序中，程序延缓执行的机制。 4.简述Linux设备驱动中使用中断的步骤。 5.简述信号量和自旋锁的异同和使用时的注意事项。 6.简述命令mknod/dev/zeroc15的做用和命令各个部分的含义，并写出创建一个块设备节点的命令。 7.简述命令insmod,rmmod,lsmod的功能。 8.驱动程序中采用动态申请设备号的，我们如何得到对应设备的设备号？ 9.简述设备驱动程序和普通应用程序的异同点。 10.简述mmap机制的作用和使用mmap的好处。
课程名称：嵌入式学院—嵌入式LINUX工程师就业培训班 上课时间为：上午9:00—12:00 下午13:30—17:30 （每天7小时正式上课时间）晚自习18:00—21:00 第一阶段：嵌入式Linux软件工程师 ?职场定位：Linux Development Engineer for Software Engineering ?本期目标：嵌入式系统是现在最热门的计算机应用领域之一，嵌入式C语言在其中起着至关重要的作用。一个精通C语言程序设计的程序员，可以很容易地进入Linux、WinCE、Vxworks等嵌入式操作系统下的软件开发工作。本阶段学习目标是掌握C语言基本知识、C编程语法基础和Linux操作系统的使用，并熟练掌握嵌入式Linux的开发环境，为将来的编程工作打基础。
第二阶段：嵌入式Linux系统工程师 ?职场定位：Linux Development Engineer for Embedded Systems ?证书：微软嵌入式工程师认证证书（认证费500元），红帽公司《Linux应用开发工程师证书》（认证费500元） ?本期目标：参加本期培训的学员应该掌握嵌入式C语言编程技巧。嵌入式Linux应用开发和系统开发是嵌入式Linux中最重要的一部分，也是企业人才需求最广的一部分。本期学习的主要目标是精通嵌入式Linux下的程序设计，熟悉嵌入式Linux开发流程，强化学员对Linux应用开发的理解和编码调试的能力，同时掌握bootloader和kernel的移植技能，了解ARM体系结构和编程，具备ARM硬件接口的基础知识，并了解Linux内核开发相关内容，初步掌握Linux下的驱动程序开发方法。另外，本期课程还会让学员了解另外一个比较重要的嵌入式操作系统：Windows CE，使学员在掌握嵌入式Linux的同时，也了解Windows CE的开发方法，拓展学员的知识面，丰富学员的知识结构。最后通过几个典型的企业全真案例，进一步巩固本期课程内容，使学员真正学以致用。
嵌入式linux系统开发概述 作者：谷丰，[email=您可以通 过%3Ca%20href=]gufeng77@https://www.doczj.com/doc/6214584490.html,[/email]" target="_blank">您可以通过 gufeng77@https://www.doczj.com/doc/6214584490.html,和他联系 基于linux的嵌入式系统开发是一个很大的课题，涵盖了从硬件到软件设计的多个领域，由于linux的开源特性，导致开发中可以使用的软件和工具多不胜数，从最底层与系统硬件直接打交道的引导装载程序(bootloader)，到linux操作系统的分发版(distribution)，再到上层的图形用户界面(GUI)乃至应用程序(application)，可供选择的软件实在是太多了，这对开发者来说是一种恩赐。但由于标准的不统一，对于刚刚步入这个领域的初学者来说，很难在短时间内全部了解和掌握它们。本文论述了嵌入式linux开发的基本模式和概念，给出了一些常用的软件和工具，旨在带领他们更快的走入这个奇妙的世界。 1 引导装载程序(bootloader) 引导装载程序通常是在任何硬件上执行的第一段代码，它的主要任务视装载设备的不同而不同。在台式机和笔记本这样的常规系统中，经常存在多个操作系统并存的情况，因此bootloader的主要作用就是选择系统使用何种操作系统来引导。常用的引导程序有LILO或GRUB，通常将它们装入硬盘的主引导记录(Master Boot Record)中，或者装入linux 驻留的磁盘的第一个扇区。 在嵌入式系统中，情况有些不同。首先，嵌入式设备通常需要经常地移 动，考虑到在移动过程中的震动，一般不会采用机械式结构设计的硬盘为存 储设备；而且从成本控制上说，硬盘的价格比较高，除非是需要大容量存储 的场合，硬盘不适合作为嵌入式设备的存储介质。目前采用得比较多的是闪 存设备，闪存设备是与存储设备功能类似的特殊芯片，而且它
第一章Linux设备驱动程序简介 Linux Kernel 系统架构图 一、驱动程序的特点 ?是应用和硬件设备之间的一个软件层。 ?这个软件层一般在内核中实现 ?设备驱动程序的作用在于提供机制，而不是提供策略，编写访问硬件的内核代码时不要给用户强加任何策略 o机制：驱动程序能实现什么功能。 o策略：用户如何使用这些功能。 二、设备驱动分类和内核模块 ?设备驱动类型。Linux 系统将设备驱动分成三种类型 o字符设备 o块设备 o网络设备 ?内核模块：内核模块是内核提供的一种可以动态加载功能单元来扩展内核功能的机制，类似于软件中的插件机制。这种功能单元叫内核模块。 ?通常为每个驱动创建一个不同的模块，而不在一个模块中实现多个设备驱动，从而实现良好的伸缩性和扩展性。 三、字符设备 ?字符设备是个能够象字节流<比如文件）一样访问的设备，由字符设备驱动程序来实现这种特性。通过/dev下的字符设备文件来访问。字符设备驱动程序通常至少需要实现 open、close、read 和 write 等系统调用 所对应的对该硬件进行操作的功能函数。 ?应用程序调用system call<系统调用），例如：read、write，将会导致操作系统执行上层功能组件的代码，这些代码会处理内核的一些内部 事务，为操作硬件做好准备，然后就会调用驱动程序中实现的对硬件进 行物理操作的函数，从而完成对硬件的驱动，然后返回操作系统上层功 能组件的代码，做好内核内部的善后事务，最后返回应用程序。 ?由于应用程序必须使用/dev目录下的设备文件<参见open调用的第1个参数），所以该设备文件必须事先创建。谁创建设备文件呢？ ?大多数字符设备是个只能顺序访问的数据通道，不能前后移动访问指针，这点和文件不同。比如串口驱动，只能顺序的读写设备。然而，也 存在和数据区或者文件特性类似的字符设备，访问它们时可前后移动访
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/6214584490.html, Linux 系统下4G 终端模块驱动的实现 作者：邹龙王德志刘忠诚周治坤 来源：《电脑知识与技术》2015年第28期 摘要：文章分析了Linux系统的设备驱动原理，USB接口设备的驱动程序编写与内核编译原理，结合实例完成了4G模块的驱动程序与内核编译，并对编译后的Linux系统进行了验证，验证了系统内核能够正确识别4G模块并分配内存，成功实现了Linux系统的4G模块驱动。 关键词：Linux；设备驱动；4G；USB 中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）27-0206-04 Abstract： The device driver of Linux system is analyzed， and the USB interface device driver is compiled with the kernel principle. The 4G module is compiled with an example. The Linux system is verified by the 4G system. The system kernel can correctly identify the 4G module and allocate memory.. Key words： Linux； device driver； 4G； USB Linux系统以其良好的可剪裁性、强稳定性以及易操作等特点，已在物联网，程序控制，电子消费，智能家居等领域得到广泛的使用。4G网络的推广和应用也在各领域展开。因此，将Linux设备与4G网络有机地结合起来，为新一代物联网构造一个更加高速，更加安全，更加稳定的网络通信环境，将会成为一个应用热点。 本文介绍了一种Linux系统驱动4G模块的方法，Linux系统通过USB接口驱动4G终端 模块，实现4G网络的接入。首先，文章介绍了整体的软硬件应用环境，然后分析了Linux系统下的设备驱动以及USB接口设备驱动的编写原理，完成了4G终端模块在Linux系统中的驱动程序编写和内核编译，并且最后对驱动的内核烧入进行了验证性测试。 1 Linux系统设备驱动原理 当一个新的硬件设备接入Linux系统时[1]，我们需要加载与其对应的驱动程序，之后驱动程序会根据自己的类型向Linux系统注册，注册成功后系统会为驱动程序配置与其类型相应的软件接口以及反馈一个主设备号给驱动程序，然后驱动程序会根据这个主设备号在/dev目录下创建一个设备文件，这样，我们就可以通过这个设备文件来对接入的硬件设备进行控制了。 1.1 Linux系统设备驱动类型
关于嵌入式系统软件的全过程质量保证 质量是产品的生命 当今随着软、硬件技术的发展，嵌入式系统广泛应用于航空航天、国防军事、电子通信等行业，其中软件也越来越复杂。而这些领域应用特点，决定了嵌入式系统往往是高安全、任务关键的系统，软件的微小瑕疵就可能严重威胁到生命和国家的安全、天文数字的巨额财产损失。这就使得保证嵌入式软件的质量和可靠性，变得至关重要。而在这些领域，对产品质量从来就保持着高度的重视，有将“质量视为产品的生命”的传统。这样，相关行业的高层管理人员和开发人员对于软件的质量也逐渐提高了重视程度。近年来，在组织上，建立了完善的软件测试体系；在开发和测试方法上，建立了中国的软件过程成熟度的评价体系GJB5OO0在自动化工具方面，投入了大量的经费和人员在测试设备的开发、购置和建设方面。应该说，软件作为嵌入式产品主要的组成部分之一，对其质量的重视是目前相关行业的一个共识。 IBM Rational多年来在软件工程和质量保证方面积累了丰富的方法和经验。本文依据部分嵌入式开发机构对软件质量保证工作的一些理解，分析相应开发机构工作中可能的问题，并提出以RUP为核心的全过程质量管理的思想和具体的实现方式，提出不同单位的过程改进方法，以一种渐进的方式，从简单的工作开始，逐渐深入地改进组织的软件质量管理水平。 定义质量 对于任何一个组织，定义共同的对质量的理解是重要的第一步。软件开发组织经常按照一种不精确的、概括的质量观念来运转。 在IBM Rational统一过程中，质量定义如下： 满足或超出认定的一组需求； 使用经过认可的评测方法和标准来评估； 使用认定的流程来生产。 在这个定义中，我们首先看需求，IBM Rati onal的软件质量在用户需求方面的定义分为五个方面：易用性、可靠性、性能、可支持和功能。 质量保证，归根结底就是为客户提供更高品质的产品，更好地满足客户的需求。另一方面，这个质量定义中明确指出，质量更体现在软件开发的整个过程和一个标准的评价方式上。 软件开发过程质量就是指为了生成工件而对可接受流程的实施和遵守程度，体现在三个层次： 产品本身和用来生产、组装软件产品的零部件质量； 在软件开发过程的标准化、流程化、自动化程度和团队基本协作平台的效率，各个过程对质量的承诺； 软件产品验收的评测手段应该是被业界广泛认可和接受的方法，所构筑的质量评价标准。 一个软件生产企业的过程质量一般可以用它的软件过程成熟度等级来评估。 RUP全过程质量保证 Rational Unified Process (RUP是一个可以通过Web来使用的软件工程过程。作为软件工业事实上的标准，它回答了我们以下问题：在整个软件开发的各个过程中，谁（角色）应该在什么时候（详细工作流程）做什么（任务）和产生什