嵌入式系统开发驱动程序开发要求

2021-12-01 21:04:40

阅读 10926次标签：嵌入式系统开发作者：蓝blue

　　一个成熟的嵌入式系统开发需要问题考虑全面，比如说，我们需要一个设计模式来处理软件在将来可能出现的问题，嵌入式程序开发能够了解实时行为。

嵌入式系统开发驱动程序开发要求

　　1 - 使用设计模式

　　设计模式是一个用来处理那些在软件中会重复出现的问题的解决方案。开发人员可以选择浪费宝贵的时间和预算，从无到有地重新发明一个解决方案，也可以从他的解决方案工具箱中选择一个最适合解决这个问题的方案。在微处理器出现之初，底层驱动已经很成熟了，那么，为什么不利用现有的成熟的解决方案呢?

　　驱动程序设计模式大致分属以下4个类别：Bit bang、轮询、中断驱动和直接存储器访问(DMA)。

　　中断可以让开发者在事件发生时进行处理，而不用等代码手动检查。

　　轮询模式用于简单地监视一个轮询调度方式中的事件。轮询模式适用于非常简单的系统，但许多现代应用程序都需要中断。

　　Bit bang模式：当微控制器没有内外设去执行功能的时候，或者当所有的内外设都已经被使用了，而此时又有一个新的请求，那么开发者就应该选择Bit bang设计模式。Bit bang模式的解决方案很有效率，但通常需要大量的软件开销来确保其实施的能力。Bit bang模式可以让开发者手动完成通信协议或外部行为。

　　DMA(直接存储器访问)模式允许其它外围设备来处理数据传输的需求，而不需要驱动的干预。

　　2 - 了解实时行为

　　一个实时系统满足是否能满足实时需求取决于它的驱动程序。写入能力差的驱动是低效的，并可能使不知情的开发者放弃系统的性能。设计者需要考虑驱动的两个特点：阻塞和非阻塞。一个阻塞的驱动程序在其完成工作之前会阻止其他任何软件执行操作。例如，一个USART驱动程序可以把一个字符装入传输缓冲区，然后一直等到接收到传输结束标志符才继续执行下一步操作。

　　另一方面，非阻塞驱动则是一般利用中断来实现它的功能。中断的使用可以防止驱动程序在等待一个事件发生时拦截其他软件的执行操作。USART的驱动程序可以将一个字符装入传输缓冲区然后等主程序发布下一个指令。传输结束标志符的设置会导致中断结束，让驱动进行下一步操作。

　　无论哪种类型，为了保持实时性能，并防止系统中的故障，开发人员必须了解驱动的平均执行时间和最坏情况下的执行时间。一个完整的系统可能会因为一个潜在的风险而造成更大的安全问题。

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