uClinux下中断驱动的I／O方式

　　摘要 在开发数据流设备的驱动程序时，采用中断驱动的I／O方式结合缓冲区的使用，可以将数据的接收和系统调用read隔离开来，提高设备在系统中的运行效率。本文在讨论uClinux下中断处理程序和底半部分的开发的基础上，以一种电信E1线路和以太网互联设备上数据流设备为例，讲述中断驱动的I／O方式的驱动程序开发。主要过程是在中断期间填充数据到缓冲块，并用链表将缓冲块串接起来；在系统调用read期间从缓冲块取走数据，再将缓冲块放到自由链表中备用。涉及驱动程序中常用的阻塞式I／O和自旋锁等技术应用。通过使用上述多种技术开发的数据流设备驱动程序，确保系统稳定高效的动作。

　　关键词 uClinux 中断驱动 I／O方式

　　引 言

　　在32位微处理器逐渐成为嵌入式系统主流的同时，嵌入式应用也变得越来越复杂。许多嵌入式系统都不得不借助于专用的操作系统来支撑自己的应用。uClinux作为类Unix操作系统，继承了Linux的各种优秀的品质，成为首选的嵌入式系统的操作系统。

　　为自己的设备在操作系统下添加驱动程序，是嵌入式设计必不可少的部分。针对不同的设备类型，选择合适的驱动程序的模式，同样也是十分重要的。通常的设备驱动采用直接I／O的方式，如存储器、看门狗等；而对于象网络这样的数据流设备的驱动，则应该用到中断机制。

　　本文以uClinux为背景，以一种数据流设备为目标，介绍中断驱动的I／O设备驱动的开发。

　　1 应用背景

　　1.1 硬件描述

　　本文介绍的驱动程序是应用在一种电信E1线路和以太网互联设备上的。它是旁路接收E1数据并将其发送到以太网的某一台服务器上，在服务器上对E1的话路和信令时隙分析。

　　该设备中的处理器是采用三星公司出品的网络型ARM处理器S3C4510B。E1线路接口采用Dallas半导体公司的专用El接口单元(LIU)芯片DS2148，它完成波形整理、时钟恢复和HDB3解码。DS2148将整理后的E1数据流送给一片Altera公司的Cyclone系列的FPGA(EPlC3T144C8)，它将串行的E1数据流存入到FIFO，再通过ARM的32位外部总线将数据传送给ARM。ARM将数据打包通过以太网发送到服务器上。图l所示是本系统的硬件框图。本文主要介绍接在ARM的外部总线上的FPGA，在uClinux下的驱动程序中断机制的设计。