??? 類驅(qū)動通過標準的微型驅(qū)動接口調(diào)用微型驅(qū)動控制硬件設備。到目前為止DSP/BIOS共定義了三種類驅(qū)動：流輸入輸出管理模塊(SIO)、管道管理模塊(PIP)和通用輸入輸出模塊(GIO)。在PIP和SIO類驅(qū)動中，調(diào)用的API函數(shù)已經(jīng)存在于DSP/BIOS的PIP和SIO模塊中。這些API函數(shù)需將參數(shù)傳給相應的適配" title="適配">適配模塊(adapter)，才能與微型驅(qū)動交換數(shù)據(jù)。而在GIO類驅(qū)動中，調(diào)用的API函數(shù)則直接與微型驅(qū)動通信(需在CCS2.2以上)。
??? 每一個微型驅(qū)動都為類驅(qū)動和DSP/BIOS設備驅(qū)動管理提供了標準接口。微型驅(qū)動采用芯片支持庫(Chip Support Library)^[4]管理外圍設備的寄存器、內(nèi)存和中斷資源。
2 類驅(qū)動的編寫
??? SIO和PIP兩個接口模塊用于支持DSP和外設之間的數(shù)據(jù)交換。這兩種模塊都可以通過類驅(qū)動中的適配模塊和微型驅(qū)動的IOM連接進行數(shù)據(jù)傳輸。SIO的適配模塊稱為DIO，PIP的適配模塊稱為PIO。
??? GIO模塊^[5]的傳輸模式是基于流輸入輸出模式的同步I/O模式，更適合文件系統(tǒng)I/O。在編寫類驅(qū)動時，可以直接調(diào)用GIO的讀寫API函數(shù)，這些函數(shù)的接口已經(jīng)內(nèi)置于微型驅(qū)動的IOM中。
2.1 SIO模塊和DIO模塊
??? DSP/BIOS中的SIO模塊為每個DSP/BIOS線程提供一個獨立的I/O機制，它支持動態(tài)創(chuàng)建。SIO模塊有自己的驅(qū)動模型，稱為DEV。DEV程序和微型驅(qū)動的編寫方法相似，都要實現(xiàn)函數(shù)表中的打開、關閉和緩存管理等函數(shù)，然而結構比較復雜。相比之下，DIO模塊可以簡化SIO模塊和IOM之間的連接，使得通信和同步變得更簡單。
??? DIO模塊必須實現(xiàn)下列基本功能函數(shù)：
??? （1）回調(diào)函數(shù) 在外設的通道實例創(chuàng)建結束時，如果微型驅(qū)動已經(jīng)完成內(nèi)存分配，那么適配模塊將通過回調(diào)函數(shù)通知微型驅(qū)動待調(diào)用函數(shù)的地址，同時回調(diào)函數(shù)也將通知適配模塊緩存已經(jīng)建立，并最終通知上層應用程序。
??? （2）傳輸函數(shù)? 傳輸函數(shù)將調(diào)用微型驅(qū)動中的mdSubmitChan函數(shù)。微型驅(qū)動中的mdSubmitChan函數(shù)將從適配模塊獲得一塊緩存，并將緩存中的新信息通過通道實例通知給中斷服務程序(ISR)。DIO模塊通過傳輸函數(shù)實現(xiàn)應用程序與微型驅(qū)動之間的通信。
2.2 PIP模塊和PIO模塊
??? DSP/BIOS中PIP模塊提供管理異步I/O的數(shù)據(jù)管道。每個管道對象都擁有一塊同樣大小的緩存，這些緩存分別為同樣數(shù)量的等長小塊。小塊的數(shù)量和長度在DSP/BIOS中設置。雖然小塊的長度是固定的，但應用程序可以把小于這個長度的數(shù)據(jù)放入緩存小塊中。一個管道有兩個結束狀態(tài)：寫完緩存和讀完緩存。通常，無論哪個結束狀態(tài)都會激活I/O設備。數(shù)據(jù)通知函數(shù)用來執(zhí)行讀寫同步任務和通知PIP緩存填滿或清空。寫數(shù)據(jù)時，PIP_alloc函數(shù)用來獲得緩存，PIP_put函數(shù)用于將數(shù)據(jù)寫入緩存。寫完后，讀數(shù)據(jù)通知函數(shù)notifyReader將被調(diào)用。讀數(shù)據(jù)時，PIP_get函數(shù)用來接收緩存中的數(shù)據(jù)，PIP_free函數(shù)在數(shù)據(jù)不再被使用時將緩存清空。清空完后，寫數(shù)據(jù)通知函數(shù)notifyWriter將被調(diào)用。
??? PIO模塊通過PIP模塊從應用程序中獲得緩存，并將獲得的緩存提供給微型驅(qū)動使用。當微型驅(qū)動使用完緩存時，PIO模塊還可以將緩存交還給應用程序。
??? PIO模塊必須實現(xiàn)下列基本功能函數(shù)：
??? （1）主函數(shù)? 當應用程序給設備分配緩存時，PIP的緩存管理調(diào)用rxPrime和txPrime函數(shù)。這兩個函數(shù)調(diào)用DSP/BIOS的API函數(shù)獲得緩存并提供給微型驅(qū)動使用。主函數(shù)負責給適配模塊和應用程序的緩存分配發(fā)送起始信號。
??? （2）回調(diào)函數(shù)? 當微型驅(qū)動已完成內(nèi)存分配時，適配模塊通過回調(diào)函數(shù)rxCallback或txCallback通知微型驅(qū)動待調(diào)用函數(shù)的地址，同時回調(diào)函數(shù)也通知適配模塊緩存已經(jīng)建立，并最終通知給上層應用程序。
??? （3）傳輸函數(shù)：傳輸函數(shù)將調(diào)用微型驅(qū)動中的mdSubmitChan函數(shù)。mdSubmitChan函數(shù)將從適配模塊中獲得一塊緩存，并將緩存的新信息通過通道實例通知給中斷服務程序(ISR)。PIO模塊通過傳輸函數(shù)實現(xiàn)應用程序與微型驅(qū)動之間的通信。
2.3 GIO模塊
??? GIO模塊在提供必要的同步讀/寫API函數(shù)及其擴展函數(shù)的同時，將代碼和使用數(shù)據(jù)緩存的大小盡量簡化。如圖2所示，應用程序可以調(diào)用GIO的API函數(shù)直接與微型驅(qū)動的IOM交換數(shù)據(jù)，這些API函數(shù)使得GIO成為了第三種類驅(qū)動。

?

??? 當調(diào)用GIO_create創(chuàng)建一個外部設備的通道實例時，GIO在通道實例中增加了狀態(tài)和I/O請求狀態(tài)結構、IOM數(shù)據(jù)包（IOM_Packets）及一個GIO數(shù)據(jù)對象。GIO創(chuàng)建的通道實例的數(shù)據(jù)結構如下：
??? typedef struct GIO_Obj {
??? IOM_Fxns *fxns;??????? ?/* 函數(shù)表指針 */
??? Uns mode;????????????? ?/* 創(chuàng)建模式?? */
??? Uns timeout;?????????? ?/* 超時時間?? */
??? IOM_Packet syncPacket; ?/* 同步時使用的IOM_Packet */
??? QUE_Obj freeList;????? ?/* 異步I/O隊列 */
??? Ptr syncObj;?????????? ?/* 同步對象地址 */
??? Ptr mdChan;??????????? ?/* 通道實例地址 */
??? } GIO_Obj, *GIO_Handle;
??? 函數(shù)表指針是應用程序和微型驅(qū)動函數(shù)表(fxns)的接口；創(chuàng)建模式包括：輸入(IOM_INPUT)、輸出(IOM_OUTPUT)和雙向(IOM_INOUT)；IOM_Packet在類驅(qū)動和微型驅(qū)動間的異步操作時使用；同步對象地址指向特定通道的同步信號；通道實例地址指向微型驅(qū)動創(chuàng)建的通道實例。
3 微型驅(qū)動的設計和實現(xiàn)
??? 類/微型驅(qū)動模型中的微型驅(qū)動直接控制外部設備。只要微型驅(qū)動創(chuàng)建了規(guī)定的函數(shù)，應用程序就可以方便地通過DIO適配模塊、PIO適配模塊或(和)GIO類驅(qū)動調(diào)用。這些規(guī)定的函數(shù)包括：通道綁定函數(shù)(mdBindDev)、通道創(chuàng)建/刪除函數(shù)(mdCreateChan/mdDeleteChan)、I/O請求發(fā)送函數(shù)(mdSubmitChan)、中斷服務函數(shù)(ISRs)和設備控制函數(shù)(mdControlChan)。這些規(guī)定的函數(shù)將放入微型驅(qū)動的函數(shù)接口表(IOM_Fxns)中的相應位置，供應用程序通過適配模塊或GIO類驅(qū)動調(diào)用。函數(shù)接口表的結構如下：
??? typedef struct IOM_Fxns
??? {
??????? IOM_TmdBindDev????? ?mdBindDev;
??????? IOM_TmdUnBindDev??? ?mdUnBindDev;
?????? ?IOM_TmdControlChan? ?mdControlChan;
????? ??IOM_TmdCreateChan?? ?mdCreateChan;
????? ??IOM_TmdDeleteChan?? ?mdDeleteChan;
????? ??IOM_TmdSubmitChan?? ?mdSubmitChan;
??? } IOM_Fxns;
3.1 綁定通道函數(shù)
??? DSP/BIOS設備初始化時將調(diào)用每個已注冊到微型驅(qū)動中的綁定函數(shù)(mdBindDev)。綁定函數(shù)一般要實現(xiàn)下列功能：根據(jù)配置的設備參數(shù)和可能存在的全局設備數(shù)據(jù)初始化外圍設備；掛入中斷服務函數(shù)(ISRs)；獲得緩存、McBSPs、McASPs和DMA等資源。
??? 如果微型驅(qū)動使用多個外部設備，則DSP/BIOS為每個外設調(diào)用綁定函數(shù)。設備參數(shù)devid用來區(qū)分設備。如果支持一個設備，則綁定函數(shù)必須檢查是否已經(jīng)有設備綁定。
??? 微型驅(qū)動如果使用靜態(tài)數(shù)據(jù)來減少實時處理的動態(tài)數(shù)據(jù)分配，可以使用輸入/輸出數(shù)據(jù)指針(devp)。輸入/輸出數(shù)據(jù)指針將傳給通道創(chuàng)建函數(shù)(mdCreateChan)。
3.2 通道創(chuàng)建/刪除函數(shù)
??? 從應用的觀點出發(fā)，在應用程序和外部設備之間必須有一個邏輯交流通道用來交換數(shù)據(jù)。應用程序通過微型驅(qū)動創(chuàng)建一個或多個邏輯通道對象作為應用程序的邏輯通道。通道創(chuàng)建函數(shù)(mdCreateChan)根據(jù)需要創(chuàng)建通道對象并給通道對象設置初始值。通道刪除函數(shù)(mdDeleteChan)則刪除已創(chuàng)建好的通道對象。雖然每個微型驅(qū)動的通道對象數(shù)據(jù)結構都略有不同，但有些字段是必須的，如通道模式、等待I/O 包序列和回調(diào)函數(shù)。以下是一個常見的通道對象數(shù)據(jù)結構：
??? typedef struct ChanObj {
??????? Bool inuse;?????? /*如果為TRUE，則通道已打開*/
??????? Int mode;?????????????? ? ?/*通道模式*/
????? ??IOM_Packet *dataPacket;? ?/*I/O 包*/
????? ??QUE_Obj pendList;??????? ?/*等待I/O 包序列*/
????? ??Uns *bufptr;????????????? ??/*當前緩存指針*/
????? ??Uns bufcnt;?????????????? ??/*未處理的緩存數(shù)目*/
??? ? ??IOM_TiomCallback cbFxn;?? ?/*回調(diào)函數(shù)*/
????? ??Ptr cbArg;????????? ???/*回調(diào)函數(shù)參數(shù)地址*/
??? } ChanObj, *ChanHandle;
3.3? I/O請求發(fā)送函數(shù)
??? 微型驅(qū)動中的I/O請求發(fā)送函數(shù)(mdSubmitChan)用來處理IOM_Packet包中的命令字段。根據(jù)不同命令字段，微型驅(qū)動將處理命令或返回錯誤信息(IOM_ENOTIMPL)。
??? 微型驅(qū)動支持的命令字段有：IOM_READ、IOM_WRITE、IOM_ABORT和IOM_FLUSH。微型驅(qū)動創(chuàng)建的輸入通道由IOM_READ命令來執(zhí)行輸入任務，創(chuàng)建的輸出通道則由IOM_WRITE命令來執(zhí)行輸出任務。要放棄或者刷新已經(jīng)發(fā)送的I/O請求，可以使用IOM_ABORT或IOM_FLUSH命令。當放棄時，I/O請求包隊列中的所有輸入輸出請求都將被放棄。當刷新時，所有的I/O輸出包順序執(zhí)行，而所有的輸入I/O包都被放棄。
3.4 中斷服務函數(shù)
??? 微型驅(qū)動的中斷功能就是去處理外部設備的觸發(fā)事件，例如周期性的中斷。中斷通常是表示外設采樣完數(shù)據(jù)或者處理完數(shù)據(jù)，也可以用于為DMA提供同步信號，微型驅(qū)動必須處理這些中斷。通常微型驅(qū)動中的中斷服務函數(shù)ISRs必須完成以下功能：出列IOM_Packet請求；設置下一次傳送或服務請求；調(diào)用類驅(qū)動的回調(diào)函數(shù)以保證和應用程序同步，并返回IOM_Packet。
3.5 設備控制函數(shù)
??? 微型驅(qū)動支持的控制操作因不同的外部設備而異。IOM定義了一些通用的控制代碼供驅(qū)動程序調(diào)用。特定設備獨有的控制代碼必須自己編寫，其特征值必須大于128(IOM_CNTL_USER)。目前IOM支持的通用的控制代碼有：
??? IOM_CHAN_RESET：將創(chuàng)建的通道實例重新恢復到初始狀態(tài)。
??? IOM_CHAN_TIMEDOUT：當應用程序或類驅(qū)動超時時，此控制代碼將進行超時操作。例如，一個超時的IOM_Packet，如果沒執(zhí)行回調(diào)函數(shù)，可能會被返回類驅(qū)動。
??? IOM_DEVICE_RESE：外部設備重新恢復到初始狀態(tài)，它將影響為這個外部設備創(chuàng)建的所有通道實例。
??? 微型驅(qū)動支持的控制代碼和控制操作必須告訴使用微型驅(qū)動的應用程序開發(fā)者，特別要注明該代碼的針對對象(是針對通道實例還是針對設備實例)。例如：改變外設波特率的控制代碼，必須注明是針對某個通道或者所有通道的，否則容易給應用程序帶來錯誤。
4 類/微型驅(qū)動模型驅(qū)動應用實例——C64x系列DSP/BIOS中PCI設備的驅(qū)動
4.l 微型驅(qū)動的設計與編寫
??? （1）設計mdBindDev的部分程序代碼:
??? static Int mdBindDev(Ptr *devp, Int devid, Ptr devParams)
??? {
????? ??……
?????? ?QUE_new(&device.highPrioQue); /* 建立IOM包隊列 */
????? ??QUE_new(&device.lowPrioQue);
????? ??……
??????? hwiAttrs.ccMask = IRQ_CCMASK_NONE;
????????/*初始化PCI中斷 */
??????? hwiAttrs.arg = NULL;
????????IRQ_map(IRQ_EVT_DSPINT, intrId);
??????? HWI_dispatchPlug(intrId, (Fxn)isr, -1, &hwiAttrs);
??? }
??? （2）設計mdCreateChan的部分程序代碼
???? static Int mdCreateChan(Ptr *chanp, Ptr devp,String name,Int mode,Ptr chanParams, IOM_Tiom Callback cbFxn, Ptr cbArg)
??? {?
??????? ……
????? ? chan = MEM_alloc(0, sizeof(ChanObj), 0);
??????? chan->queue = &device.highPrioQue; /*通道初始化 */
??????? ……
??????? if (device.openCount == 0) {
????????? PCI_intEnable(PCI_EVT_PCIMASTER); /*PCI設備中斷初始化 */
??????????……
????????? IRQ_enable(IRQ_EVT_DSPINT);
??????? }
??????? *chanp = chan; ???/*返回創(chuàng)建通道 */
??? }
??? （3）設計mdSubmitChan的部分程序代碼
??? static Int mdSubmitChan(Ptr chanp, IOM_Packet *pPacket)
??? {
????????ChanHandle chan = (ChanHandle)chanp;/*掛載已創(chuàng)建通道 */
?????? ?……
?????? ?req=(C64XX_PCI_Request *)packet->addr;/*I/O請求包地址*/?
????????req->reserved = chan;
????? ??……
??????? /*處理讀寫請求包 */
????? ??if (packet->cmd == IOM_READ || packet->cmd ==IOM_WRITE) {
??????????? imask = HWI_disable();
??????????? QUE_enqueue(chan->queue, packet)
??????????? ……
??????? }
????? ??……/* 處理其它功能的請求包? */
???? ?? removePackets(chan, packet->cmd);/*移除已處理的請求包 */
??? }
??? 中斷服務函數(shù)(ISRs)和設備控制函數(shù)(mdControlChan)的結構與以上I/O請求發(fā)送函數(shù)(mdSubmitChan)的結構類似，本文不再作敘述。
4.2 在DSP/BIOS中注冊微型驅(qū)動
??? 打開DSP/BIOS配置工具，如圖3所示。右鍵點擊User-Defined Devices圖標，選擇插入選項，并重新命名為PCICHAN。右鍵點擊PCICHAN，選擇屬性選項，進行注冊，如圖4所示。

?

?