VxWorks中串口fd_set操作实现读写监听
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更新于2024-11-19
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"本文主要介绍了如何使用VxWorks操作系统下的POSIX API,通过fd_set结构来实现串口的读写监听,避免了传统的轮询方式,有效地提高了程序的效率。"
在计算机通信中,串口(Serial Port)是一种常见的硬件接口,用于设备之间的数据传输。在VxWorks这样的实时操作系统中,为了高效地处理串口的读写,我们可以使用POSIX标准的I/O多路复用函数`select()`。`select()`函数允许我们监视多个文件描述符(fd),等待它们中的任意一个准备好读写操作,而不是不断地轮询检查。
在描述的示例代码中,可以看到以下关键知识点:
1. **fd_set结构体**:`fd_set`是`select()`函数用于存储要监视的文件描述符集合的数据结构。在示例中,`input`变量就是这样一个`fd_set`,它用于存放要监听的输入(read)文件描述符。
2. **FD_ZERO()**:这个宏用于清空`fd_set`中的所有文件描述符,确保在设置新的描述符之前没有遗留的旧值。
3. **FD_SET()**:此宏将指定的文件描述符添加到`fd_set`中。在示例中,`FD_SET(STD_IN, &input)`将标准输入(通常代表串口)添加到监听集合中。
4. **max_fd**:`select()`函数需要知道最大的文件描述符值,以便正确地处理内核数据结构。在示例中,`max_fd = STD_IN + 1`确保包含了所有可能的文件描述符。
5. **struct timeval**:`timeval`结构体用于设置超时时间,包含两个字段:`tv_sec`(秒)和`tv_usec`(微秒)。在示例中,超时时间是`Timeout`毫秒,将毫秒转换为微秒后设置。
6. **select()函数**:这是关键的I/O多路复用函数,接收三个`fd_set`参数(读、写、异常)和一个`timeval`指针作为超时参数。`select()`会阻塞直到至少有一个文件描述符准备就绪,或者超时。返回值是准备就绪的文件描述符数量。
7. **处理select()结果**:当`select()`返回后,需要检查其返回值。如果`n<0`,表示发生错误;`n==0`表示超时;`n>0`则意味着至少有一个文件描述符准备好了读写操作。在示例中,如果`FD_IS_SET(STD_IN, &input)`为真,说明标准输入有数据可读,然后通过`read()`函数读取。
8. **UARTGet()和UARTPut()**:这两个函数分别代表串口的读取和写入操作。`UARTGet()`使用`select()`判断是否有数据可读,`UARTPut()`则直接将数据写入标准输出,通常对应串口发送。
通过这种方式,程序可以等待串口数据的到来,而不会浪费CPU资源在无谓的轮询上,提高了系统效率,尤其是在需要处理多个并发连接或等待不同设备响应时。这种做法在嵌入式系统和实时操作系统中尤其常见。
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