Linux下PCI驱动开发：MODBUS协议在ARM嵌入式系统中的应用详解

在嵌入式系统中，特别是在Linux操作系统下利用ARM技术进行PCI驱动开发时，理解并掌握MODBUS协议至关重要。MODBUS是一种应用层报文传输协议，起源于1979年，主要用于工业环境中的设备间通信，如自动化系统中的客户机/服务器交互。它支持多种通信方式，包括以太网上的TCP/IP、异步串行传输（如EIA/TIA-232-E、EIA-422、EIA/TIA-485-A）以及高速令牌传递网络MODBUS PLUS。 规范性引用文件中，RFC791是互联网协议的标准文档，提供了基础的网络通信架构，而MODBUS协议参考指南Rev J由MODICON发布，详细描述了协议的实现和功能码定义。这些文档确保了MODBUS在不同网络环境下的兼容性和一致性。 MODBUS的功能码是其请求/应答PDU（协议数据单元）的核心组成部分，规定了各种服务的操作方式。其应用层包括基于TCP的Modbus，这意味着可以在TCP/IP栈上实现MODBUS通信，通过系统端口502进行访问。此外，MODBUS也适用于其他网络类型，如以太网II/802.3的物理层，以及EIA/TIA-232或EIA/TIA-485的串行通信。 在嵌入式Linux和PCI驱动开发中，PCI设备可能需要与MODBUS兼容的设备进行通信，这就涉及到驱动程序的设计，如何正确配置和管理PCI设备以支持MODBUS通信，包括设置正确的中断处理机制、数据传输格式和错误校验等。开发者还需了解MODBUS通信栈的层次结构，如图1所示，从应用数据单元（ADU）到MAC层，包括TCP/IP协议栈的交互。 背景概要部分介绍了MODBUS在不同通信体系结构中的应用，如MODBUS ON TCP/IP，强调了它在PLC（可编程逻辑控制器）、HMI（人机界面）和I/O设备之间的广泛集成。为了成功开发PCI驱动程序，开发者需要深入理解这些概念，以便设计出高效、稳定的MODBUS通信解决方案。 在Linux下的PCI驱动开发中，熟知MODBUS标准及其应用是关键，这涉及到网络协议、功能码理解、通信栈设计以及硬件接口的适配，以确保设备间的无缝通信。