浅述嵌入式Linux的接口转换卡设计

浅述嵌入式Linux的接口转换卡设计

接口总线为一群互相连接的设备提供一种有效的通信方式，它是自动测试系统发展的标志，可以说接口总线技术发展的历史就是自动测试系统发展史，接口总线技术发展的水平标志着自动测试发展的水平。本文提出的接口转换方案解决了包括USB总线、GPIB总线、网络等几种通用标准接口之间的相互转换。本方案以嵌入式Linux操作系统和ARM处理器为软硬件平台，在自动测试系统的应用中取得了良好的应用效果。

硬件系统设计

图1 硬件系统结构

软件系统设计

Linux系统的移植

一些功能最完备结构也最复杂的设备，采用用户定制的内核模块实现在标准USB总线上运行复杂的高级协议，由USB主机上相应的用户驱动程序和应用程序来完成连接；

文件系统是用户模式进程与内核模式进程交互的纽带，制作具有特定的功能的文件系统是移植嵌入式系统不可缺少的部分。本方案利用Busybox软件工具包构造EXT2文件系统，此软件包集成了Linux常用命令，可根据需求裁减，极大的方便了嵌入式系统的开发。

应用程序的具体实现

图2 应用程序整体框架

各个子进程的功能如下：

子进程1：USB从口的实现主要依靠内核中的USB RNDIS gadget模块的支持，当USB从口连接至PC时，在PC上模拟以太网接口，用TCP/IP网络协议传输数据；

子进程2：USB主口1专用于USB设备的USB端口；

子进程3：USB主口2专用于U盘，将U盘实际连接，当有数据传给U盘时，便在Linux操作系统上挂载U盘，并以二进制方式将数据存储到U盘的linux.txt文件中，15s内没有数据传输就会卸载U盘；

子进程4：网口是以TCP/IP网络协议传输数据。子进程1和子进程4分别实现了网络服务器功能；

子进程5：在Linux操作系统中为GPIB口准备一个中断例程，当GPIB口有动作时，会首先产生一个中断，应用程序立即跳转中断处理执行程序相关操作。

由于接口总线协议的解析都在Linux驱动中完成，所以子进程间的数据传输直接代表了接口总线的通信。子进程创建了自己专用的管道FIFO，以完成进程间的数据交换。

每个子进程都有一个主线程，完成端口的连接状态检测，主线程的流程图如图3所示。端口输出数据的处理主要由线程readfifo完成，它读取该进程的专用管道FIFO的数据，如果从FIFO中读到了数据，并且该端口连接标志位flag为1（表示该端口处于连接状态），便将此数据填入该端口的输出缓冲区，否则将读到的数据舍去。端口输入数据的处理由另一个线程完成，如果该端口处于连接状态，主线程就会创建该子线程实时读取该端口的输入数据，并将数据通过专用管道传给其他进程。

图3 主线流程图

在整个应用程序中，各个端口的数据转发利用了Linux进程间的数据通信技术。每个端口都设置了一定大小的数据缓冲区，使数据能够连续发送而不受外围控制器速度的影响，接收数据可靠，并尽可能减少了错误接收和错误判断的可能性。

结语

版权声明：本文内容由网络用户投稿，版权归原作者所有，本站不拥有其著作权，亦不承担相应法律责任。如果您发现本站中有涉嫌抄袭或描述失实的内容，请联系我们jiasou666@gmail.com 处理，核实后本网站将在24小时内删除侵权内容。