基于Android的POS机刷卡器阅读芯片驱动研究

作者：时间：2013-10-23来源：网络收藏

3 驱动设计
驱动程序是Linux内核与硬件之间的接口，直接对硬件设备进行操作，同时对上层应用程序提供接口。Android的设备驱动主要完成以下功能：初始化和释放设备；读取硬件设备数据；将内核数据写入到硬件设备；读取应用程序数据传送给设备文件等。在Android系统中刷卡器驱动应包括：Linux内核驱动程序、HAL(硬件抽象层)模块、JNI方法、application framework硬件访问服务。刷卡器阅读芯片与开发板的连接框图如图1所示。
3．1 Linux内核刷卡器阅读芯片驱动程序
刷卡器的基本功能就是读取磁卡中的数据进行解码，并将得到的解码数据传递给上层应用程序。Android为了保护一些硬件提供商的知识产权提出了HAL层的概念，避开了Linux的GPL束缚，基本的思路是把控制硬件的动作都放在Android HAL层，而Linux driver只是完成一些简单的数据交换。这里的Linux内核刷卡器驱动程序同样也只是一个的字符设备驱动，设备以模块的形式存在Linux内核中，模块的加载和卸载通过static int_init msr_init(void)和static void_exit msr_exit(void)函数实现，static int_msr_setup_dev(structmsr_Android_ dev*dev)函数对设备进行初始化，函数static long msr_ioctI(struct inode*inode，struct file*filp，unsigned int cmd，unsigned long arg)实现驱动程序对刷卡器的I／O控制。设备的打开、关闭及具体的代码实现可以参考《Linux设备驱动程序》。对内核配置编译后就可以在Linux内核中得到设备模块msr．o，在上层中可以通过调用这个模块来实现对刷卡器的控制。
3．2 HAL层访问内核驱动程序
硬件抽象层中访问不同设备内核驱动程序的模块是以*.so文件形式存在的，这样可以有效的保护硬件厂商的知识产权。在runtime(JNI部分)，则向HAL取得特定模块的opeIlations，再callback这些操作函数。在HAL层包括许多模块，而runtime只需要说明类型，即module ID，就可以取得相应模块的operations。在HAL层中需要具体实现刷卡器的读卡操作。首先需要查找到开始标志0x0b，然后将磁道1中的数据放到bufl中，用同样的方法可以将磁道2，3的数据存到buf2，buf3中，磁道2最多40个字符每个5位4位数据1位奇校验，而磁道3最多107个字符每个5位4位数据1位奇校验。然后将buf中的数据补齐之后放在主寄存器中。HAL层中还需要使用static int check_msr_io(void)对I／O的状态进行检测，并对设备进行初始化static int msr_device_init(void)。具体的实现由于篇幅限制，不在进行详细介绍。
3．3 编写JNI方法访问硬件
从编程语言看，Android系统是由基于Java语言的Java层与基于C／C++语言的C／C++层组成的，为了使这两层相互配合、共同完成任务就必须使用Java本地接口(JNI，Java Native Interface)将这两层有机的联系起来。JNI提供了一系列接口，允许Java类与使用C／C++编写的应用程序、模块、库进行交互操作。JNI是通过函数方法映射表static const JNINativeMethod method_table，将Java本地方法和HAL层提供的C函数接口衔接起来。
3．4在application framework增加硬件访问服务
在Android Framework或应用程序开发中所需要的主要API都是以服务的形式存在的。对应用程序来说，硬件服务是运行在一个独立的进程中的，若要调用这些服务就需要在硬件服务和应用程序之间添加通信接口。应用程序通过Interface IMsrService接口，调用硬件服务提供的Init()等函数。在刷卡器的硬件服务中是将定义的通信接口与JNI提供的接口相关联起来。同时需要将磁卡阅读芯片服务添加到系统服务中Service Manager．addService(“msr”，new MsrService())，这样应用程序就能通过Java接口调用硬件服务，实现对磁卡阅读芯片的控制。图2以读取芯片数据为例，简单介绍各层之间的调用。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/192744.htm

4 结语
随着系统逐渐成熟，应用程序日益丰富，Android系统与POS机的结合将为POS机的发展提供更为广阔的空间。本文在分析了Android架构的基础上，分析刷卡器的工作原理，研究将POS机刷卡器阅读芯片驱动程序添加到Android系统中，为上层应用程序提供接口，实现刷卡器的功能。各层之间的接口调用衔接是整个驱动程序成功运行的基础，在驱动设计中，每编写一层都应进行测试，这样能更好的定位驱动设计中存在的不足。