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VxWorks下PC/104-CAN驅動程序設計
摘要：詳細介紹實時多任務操作系統(tǒng)VxWorks環(huán)境下驅動程序的設計原理；針對驅動程序實現(xiàn)的困難，給出VxWorks下實現(xiàn)驅動程序的工作步驟。文件以PC/104-CAN適配卡為例，簡要介紹硬件結構，重點給出驅動程序實現(xiàn)的關鍵代碼。VxWorks是一款優(yōu)秀的實時多任務操作系統(tǒng)，具有搶占式調試、中斷延遲小等特點。本文在簡要介紹必備的硬件環(huán)境下，以VxWorks為平臺，詳細介紹驅動程序的開發(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(tǒng)104主板的CPU為486DX，其對接口板訪問有兩種方式：內存映射和I/O訪問。I/O尋址采用專門的指令，每次只能傳送單個字節(jié)。內存映射方式可以訪問較大的地址空間并且指令豐富，便于實現(xiàn)快速交換數(shù)據(jù)。本文討論的CAN卡采用存映射模式工作，與486DX接口是104總線，它與ISA總線兼容。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關組成可選端口地址譯碼電路，通過開關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行寫操作，均可導致CAN硬件復位。
SJA1000的INT引腳通過跳線選擇IRQ3～7、IRQ9～12或IRQ15中的一個，避免與其它的適配卡沖突。
3 PC/104-CAN適配卡驅動實現(xiàn)
3.1 VxWorks驅動概述
VxWorks操作系統(tǒng)有兩種方式實現(xiàn)驅動。第一種方式是，把設備驅動程序作為獨立任務實現(xiàn)，直接在頂層任務中實現(xiàn)硬件操作，完成特有專用的驅動程序。第二種方式是，VxWorks的I/O系統(tǒng)將設備程序作為內核過程實現(xiàn)。這種方式便于實現(xiàn)I/O子系統(tǒng)的層次模型，便于文件系統(tǒng)一起把設備作為特殊文件處理，提供統(tǒng)一的管理、統(tǒng)一的界面和統(tǒng)一的使用方法，并把設備、文件及網(wǎng)絡通信組織成為一致的更高層次的抽象，為用戶提供統(tǒng)一的系統(tǒng)服務和用戶接口。我們和這種驅動方式。
作為I/O系統(tǒng)和硬件設備之間的連接層，VxWorks驅動就是屏蔽硬件操作，為I/O系統(tǒng)提供服務。實現(xiàn)一個完整的驅動，必須了解VxWorks下I/O的三個基本元素：File、Driver和Dervice。File是為用戶提供訪問設備的統(tǒng)一接口；Driver是實現(xiàn)具體的基本控制函數(shù)，也就是實現(xiàn)I/O系統(tǒng)所需要的接口；而Device則是一個抽象的硬件設備，是一系列的結構體、變量和宏定義對實際物理設備的定義。一般而言，實現(xiàn)一個驅動應該有三個基本的步驟：①用編程語言完成對實際物理設備的抽象；②完成系統(tǒng)所需要的各類接口及自身的特殊接口；③將驅動集成到操作系統(tǒng)中。之后還有一些調試工作。
3.2 VxWorks I/O系統(tǒng)驅動程序框架
VxWorks為各種設備（包括字符設備、塊設備、虛擬設備及網(wǎng)絡設備）提供統(tǒng)一的訪問接口，包括七種基本的I/O函數(shù)：open(filename、flags、mode)，create（filename、flags）,read(fd、
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