基于eCos系統的SPCE3200中SD卡驅動程序的開發

設備驅動程序是介于硬件和嵌入式系統eCos內核之間的軟件接口，是一種底層的、專用于某一硬件的軟件組件。在eCos系統[1]中，設備驅動程序以包（Package）的形式存在，當需要使用該設備時，通過eCos環境配置工具把該設備驅動程序包加載到內核中，編譯后生成一個庫文件，用戶使用時，只需要打開該設備，直接調用接口API函數即可。設備驅動程序的作用如圖1所示[2]。

　在eCos系統中一般把設備分為4類：字符設備、塊設備、網絡接口、其他設備。
　　SPCE3200是凌陽公司推出的一款32位支持嵌入式系統處理器，其內部具有SD卡控制器，屬于塊設備類[3]。對SPCE3200內部的SD卡控制器必須編寫驅動程序，以便完成SD卡的讀寫操作。下面將介紹具體實現過程，這里規定SD卡使用“/dev/sd”作為其名稱。
1 建立SD卡驅動程序目錄結構
　　在編寫驅動程序前，首先需要為SD卡驅動建立其目錄結構。eCos系統要求所有驅動程序均保存在/packages/devs目錄下的對應子目錄內，按照圖2所示在eCos/ packages/devs/sd/Spce3200 目錄下分別建立名為“cdl”、“include”、“current”3個目錄，分別用于存放SD卡驅動所需的cdl文件、驅動程序頭文件和源程序文件。

2? 建立SD卡驅動程序文件
　　在cdl目錄內，首先創建一個叫做“sd_spce3200.cdl”的文件。然后，在src目錄內建立一個名為“sd_spce3200.c”驅動程序的源程序，并將名為“sd_card_driver_spce3200.c”的文件復制到src目錄內，該文件是凌陽科技提供的針對SPCE3200內部SD卡控制器的基本操作程序。

3 設計SD卡驅動的CDL文件

　　組件定義語言CDL（Component Definition Language）是eCos組件框架的一個關鍵部分。eCos中所有的包都必須具有至少一個CDL腳本對其進行描述[4]。CDL腳本包含了該包中所有配置選項的詳細信息，并提供了如何對該包進行編譯的信息[5]。這里，在CDL文件的模板框架中添加關于SD卡配置項的代碼如下：
　　cdl_package CYGPKG_DEVS_SD_SPCE3200 {
　　display 'SD driver for SPCE3200'
　　include_dir cyg/io
　　compile sd_card_driver_spce3200.c
　　compile -library=libextras.a sd_spce3200.c
　　description 'SD driver for SCORE SPCE3200'
　　cdl_component CYGPKG_DEVS_SD_SPCE3200_OPTIONS {
　　display'CompileOptions'
　　flavor rnone
　　no_define
　　cdl_optionCYGDAT_DEVS_SD_SPCE3200_NAME{
　　display 'Device name for theSDDriver'
　　flavor data
　　default_value{''/dev/sd''}
　　description ' This option specifies the name of the sd-card device'
　　}
　　}
　　}?
4? 編寫SD卡設備表入口
　　配置好CDL文件后，便可編寫設備I/O函數表宏以及設備表入口宏，分別如下：
　　BLOCK_DEVIO_TABLE(sd_spce3200_handlers, // I/O 函數表的標識
　　sd_WriteSector, 　　//SD卡寫操作函數
　　sd_ReadSector, 　　 //SD卡讀操作函數
　　NULL, 　　　　　　? //選擇函數，SD 卡驅動不需要支持
　　sd_get_config, 　　 //讀SD卡配置狀態函數
　　sd_set_config? 　　//SD卡配置函數
　　);
　　BLOCK_DEVTAB_ENTRY(sd_spce3200_device,?? //SD卡驅動入口標識
　　CYGDAT_DEVS_SD_SPCE3200_NAME,　　　????? //SD卡驅動的名稱，在cdl文件里定義
　　NULL,? 　　　　　　　　//SD卡驅動不依賴于其他設備
　　&sd_spce3200_handlers, //SD 卡設備 I/O 函數表標識
　　&SD_Initial,? 　　　　 //SD 卡初始化函數
　　0,???? 　　　　　　　　//SD卡查找函數
　　0???? 　　　　　　　　 //SD卡驅動的私有指針
　　);?
5? 實現SD卡設備接口函數
　　接下來需要實現上面提到的幾個接口函數，這些函數是上層訪問硬件設備的唯一通道。在凌陽科技提供的sd_card_driver_spce3200.c文件中包含了SD卡初始化、讀寫操作等函數[6]，它們分別為：SD卡初始化函數int __SDDrv_SDDrv_Initial__(void)、SD卡扇區寫操作函數int _SDDrv_SDDrv_WriteSector_ (unsigned int block, unsigned int blocknum, unsigned? char *outaddr)、SD卡扇區讀操作函數int _SDDrv_SDDrv_ReadSector_ (unsigned int block, unsigned int blocknum, unsigned char *buf)。
　　但這些函數都不是基于操作系統的，而是SD卡的基本操作函數。需要將它們封裝成eCos操作系統下的驅動程序。這就需要用到凌陽科技提供的SD卡設備驅動接口函數，包括SD卡設備批量寫操作函數sd_WriteSector()、SD卡設備批量讀操作函數sd_ReadSector()、SD卡讀設備配置狀態函數sd_get_config()、SD卡設備設置函數sd_set_config()[7]。
　　完整的SD設備驅動源程序文件的代碼如下：
　　//--------文件名：sd_spce3200.c------------//
　　//----------包含相關頭文件-------------//
　　#include
　　#include
　　#include
　　#include
　　#include
　　#include
　　#include
　　#include
　　#include
　　#include
　　#include
　　#include
　　//-------------驅動函數實現--------------//

　　static bool sd_init(struct cyg_devtab_entry* tab)
　　{
　　bool InitResult = true;
　　if(__SDDrv_SDDrv_Initial( )==0
　　InitResul=true;
　　else
　　InitResult=false;
　　returen(InitResult);
　　}
　　static int sd_WriteSector(void* disk, const void* buf_arg, cyg_uint32 *blocks, cyg_uint32 　　first_block)
　　{
　　cyg_intret=ENOERR;
　　ret=__SDDrv_SDDrv_WriteSector__(first_block,*blocks,(cyg_uint8 *)buf_arg); (1)
　　return ret;
　　}
　　static int sd_ReadSector(void* disk, void* buf_arg, cyg_uint32 *blocks, cyg_uint32 first_block)
　　{
　　cyg_int32 ret = ENOERR;
　　ret = __SDDrv_SDDrv_ReadSector__(first_block,*blocks,(cyg_uint8*)buf_arg); (1)
　　return ret;
　　}
static Cyg_ErrNo sd_get_config(disk_channel* chan, cyg_uint32 key, const void* buf, cyg_uint32* len)
　　{
　　return -EINVAL;
　　}
　　static Cyg_ErrNo sd_set_config(disk_channel* chan, cyg_uint32 key, const void* buf, cyg_uint32*? len)
　　{
　　return? -EINVAL;
　　}
　　//-------------設備 I/O 函數表-----------//
　　（略，見前面）
　　//----------設備表入口----------------//
　　（略，見前面）
6 向eCos數據庫中添加SD卡驅動程序組件包
　　在ecos.db中的任意位置加如下程序段：
　　package CYGPKG_DEVS_SD_SPCE3200 {
　　alias{'SD support for Score SPCE3200'}
　　directory devs/sd/score/spce3200
　　script sd_spce3200.cdl
　　description '
　　This package contains hardware support for theSDCard
　　on the Score SPCE3200 EV Board.'
　　}
　　“devs/sd/score/spce3200”指示了SD卡設備驅動的路徑，該路徑是相對于/packages目錄的[8]。此時打開eCos配置工具添加包時，就可以看見SD卡驅動程序組件包已經出現在eCos數據庫中，如圖3所示。點擊“Add”加載到平臺上并編譯生成一個名為“CIGPRG_DEVS_SD_SPCE3200.ecc”的庫文件，即SD卡驅動程序庫文件。

至此，在嵌入式操作系統cCos中成功地創建了一個基于凌陽SPCE3200的SD卡驅動程序。有了該驅動程序，就能正常訪問SD卡了。
　　除了通過I/O組件訪問硬件設備之外，eCos還提供了FAT文件系統用以管理塊設備。FAT文件系統的使用，可以大大方便嵌入式系統與PC系統之間的文件交換，并為應用程序提供更為方便的操作接口。