WindowsCE.Net下基于流驱动的AD驱动设计与实现

0 引言

Windows CE.Net 是一个32位、多任务、多线程的完全抢占式的实时操作系统。它提供了众多强大工具适应于快速构建新一代内存少、体积小的智能设备，如工业控制器、手持式设备等。该系统的特点是专为各种具有严格资源限制的硬件系统所设计的。为了将操作系统和硬件设备连接起来，连接硬件和应用软件的驱动就非常重要。该论文主要针对SAMSUNG公司以ARM9为内核的S3C2410进行分析，介绍在Windows CE.Net 系统下进行底层设备流接口驱动的原理和开发方法并提供AD驱动程序的实例。

1 S3C2410芯片片上AD介绍

S3C2410 是一款基于ARM920T的16/32位RISC微处理器,拥有高性价比，低功耗等特点，也是目前市面上出现较多的嵌入式开发板的处理器之一，具有8路 10位的A/D转换，S3C2410上的A/D转换器在2.5MHZ的时钟下，最大转化速率可达500KSPS，A/D转换器支持片上采样和保持功能。 S3C2410微处理对AD转换进行的操作,主要是对下面的两个寄存器进行读/写:ADC 控制寄存器,ADCCON ；ADC 数据寄器,ADCDAT0。

2 流接口驱动

Windows CE.Net 支持四种驱动模型：本地驱动、流驱动、USB、NDIS[1]。本文只针对流驱动进行介绍。

2.1 流接口驱动体系结构

流驱动将设备抽象为文件进行操作，它体系结构如图1所示。应用程序使用文件API对设备进行访问，文件API被操作系统转发到FileSys.exe进程中；然后FileSys.exe发现是对设备进行操作，就会把执行交给设备管理器；接着设备管理器根据具体的请求，调用不同的流接口驱动程序中暴露的接口；最终驱动程序负责与硬件交互[2-3]。

图1流接口驱动的体系结构

2.2　流接口函数

流接口驱动程序是动态连接库，由设备管理程序的特殊程序加载、管理和卸载,与具有单独目的接口的内部驱动程序相比,流接口驱动程序使用同一个接口并调用同一个函数集-流接口函数[4]。Windows CE.Net 系统规定流接口的入口点如表1，对应着直接或者间接调用流接口函数的系统组件或文件API函数。生成一个DLL后,就用设备文件名前缀替换入口点名字中的XXX。

表1 流接口入口函数

2.3　流接口驱动工作原理

在流驱动工作原理中需要包括几个重要的工作实体：硬件、流接口驱动驱动程序、系统注册表、设备管理器、应用程序。整个驱动程序工作原理如图2所示。

流驱动的工作顺序如下：1)加载驱动。在当系统启动时，设备管理器搜寻注册表的 HKEY_LOCAL_MACHINEDriverBuiltIn键下面的子键，并逐一加载子键下的每个驱动，此过程叫BusEnum。2)设备管理器从注册表的dll键值中获取驱动程序所在的DLL文件名。3)设备管理器调用LoadDriver()函数把DLL加载到自己的虚拟地址空间内。4)设备管理器在注册表的HKEY_LOCAL_MACHINEDriverActive下面，记录所有已经加载的驱动程序[2]。 5)设备管理器调用驱动中的XXX_Init()函数。6)在XXX_Init()中，通常对硬件进行一些基本的初始化操作。通过以上6步，流接口驱动被成功加载。7)应用程序使用该设备。首先它调用CreateFile()打开设备。CreateFile()是在FileSys.exe中实现的。但是 FileSys.exe只作简单判断，如果发现打开的设备驱动程序而不是一个文件，那么就重新把主动权交还给设备管理器。8)设备管理器调用驱动程序中的 XXX_Open()函数打开设备。在XXX_Open()中，驱动程序可能会对硬件进行一些额外的初始化工作，使硬件进入工作状态。 9)XXX_Open()函数把打开设备的结果返回给设备管理器。10)设备管理器把XXX_Open()返回的结果，再返回给应用程序的 CreateFile()函数调用。通过7-10步，设备已被成功打开，至此就可以对设备进行读写和控制操作。11)应用程序使用第7步 CreateFile()函数返回的句柄作为ReadFile() / WriteFile()的第一个参数，向设备发送读请求。同样ReadFile() / WriteFile()要经过FileSys.exe转发给设备管理器。12)设备管理器调用驱动程序中的XXX_Read() / XXX_Write() 函数，读取设备的数据信息或向设备写信息。13)在流驱动程序中，XXX_Read() / XXX_Write() 函数可与硬件交互，从硬件中读取必要的信息或向硬件写必要的信息。然后返回给设备管理器，再返回给应用程序。