VxWorks操作系统下的串口驱动程序设计

"VxWorks下多串口扩展卡驱动实现" 在实时操作系统VxWorks中，串口通信是常见的设备交互方式，特别是在工业控制、嵌入式系统和网络通信等领域。多串口扩展卡的使用可以极大地增加系统的通信能力。本文以16PCI954芯片为例，探讨了如何在VxWorks环境下为这种多串口卡实现非标准串口（UART）驱动程序。 1. VxWorks操作系统简介 VxWorks是一款高性能、实时性强的嵌入式操作系统，由Wind River Systems开发。它提供了一个完整的开发环境，包括内核、文件系统、网络协议栈、设备驱动等，适用于各种嵌入式应用。 2. 16PCI954芯片 16PCI954是一种常见的多串口扩展卡芯片，它能够提供多个独立的串行接口，常用于需要大量串口的设备中。该芯片支持PCI总线，可以方便地与主机系统进行高速数据传输。 3. 串口驱动程序设计 串口驱动程序主要负责管理硬件资源，如UART（通用异步收发传输器）寄存器，处理中断，以及执行发送和接收数据的低级操作。由于16PCI954芯片涉及到的硬件寄存器相对较少，因此其驱动编写相对较简单。 4. VxWorks中的驱动层次结构 在VxWorks中，驱动通常分为两层：底层驱动（Physical Driver）和上层虚拟驱动（Virtual Driver）。底层驱动直接与硬件交互，而虚拟驱动则为上层应用程序提供标准接口。 5. 底层串口驱动 底层串口驱动（Physical Driver）直接访问硬件，包括初始化串口、设置波特率、数据位、停止位和校验位等。对于16PCI954，驱动需要配置PCI配置空间，识别并初始化每个串口控制器。 6. 虚拟驱动层 虚拟驱动（Virtual Driver）提供了统一的API，使得上层应用程序无需关心具体硬件细节。它封装了底层驱动的操作，例如`open()`, `write()`, `read()`, `close()`等函数。 7. 初始化过程 驱动的初始化通常包括硬件检测、资源分配（如I/O端口、中断向量）以及初始化硬件状态。在VxWorks中，驱动的加载和初始化是通过`sysLibLoad()`和`drvStart()`等函数完成的。 8. 驱动架构 串口驱动程序的架构通常包含初始化函数、设备打开/关闭函数、读写函数和中断处理函数。例如，`serialOpen()`负责打开串口，`serialWrite()`和`serialRead()`分别用于数据的发送和接收，`serialInterruptHandler()`则处理中断事件。 9. 示例代码 在实际开发中，开发者需要根据16PCI954的数据手册来编写具体的寄存器访问和中断处理代码。例如，设置波特率可能涉及修改UART的波特率发生器寄存器，而发送数据可能需要写入UART的数据寄存器。 总结，实现VxWorks下的多串口扩展卡驱动，需要理解硬件特性、VxWorks的驱动模型以及操作系统对设备驱动的支持。通过编写底层驱动和虚拟驱动，可以构建一个高效、可靠的串口通信系统。