基于Linux的现场总线无线通信卡的实现

3.2基于Linux的无线通信卡的软件设计

　　无线分散控制站中无线通信卡软件开发基于Linux操作系统。由于Linux系统基于802.11b协议的无线驱动已经很成熟了，而基于Linux操作系统的协议栈软件移植也比较容易。因此，选择Linux系统会有效的提高无线通信卡的开发周期。

　　基于Linux的无线通信卡与有线的通信卡在协议栈和功能块方面大致相同，仅需将应用程序向Linux系统上移植即可。但由于采用了Linux系统在与IO模块控制卡通信的实现上就相对比较复杂了。与IO模块控制卡通信的程序流程图如下图3-2所示：

图3-2 与IO模块控制卡通信的程序流程图

3.3软件实现中关键性问题的解决

　　在Linux操作系统下对于中断及其它系统资源的操作有特定的规范，如内核模式操作和用户模式操作具有不同操作权限，内核空间与用户空间也不能随意互访。导致如协议栈无法直接对双端口RAM进行读写，也无法直接向I/O模块控制卡收发中断，在Linux系统下，只有在内核模式下才可以做到。那么，怎么样将数据写入到双端口RAM中，然后发送中断信号通知对方及如何响应对方的中断并从双端口RAM中读数是软件实现中的关键性问题。

3.3.1发中断与注册中断处理程序的实现

　　由于发中断与注册中断处理程序是对硬件直接操作，在Linux系统下用户程序无法直接对其硬件进行操作。因此，必须编写相应的内核模块，在内核模块中完成发中断与注册中断处理程序的操作。在用户程序中动态加载相应内核模块来达到用户程序发中断与注册中断处理程序的效果。其注册中断处理程序的内核模块关键性代码如下：

　　int init_module（void） //中断注册模块初始化

　　｛ …… /＊ 初始化设置 ＊/

　　AT91_SYS->AIC_SMR[25]|=0X20; //设置中断下跳沿触发

　　if （request_irq（n, interrupt_program, INTERRUPT, IRQ1,NULL））

　　// 请求分配中断号为n的快速中断处理

　　// interrupt_program为指向处理这个中断的中断处理程序的指针

　　｛ ……/＊没有申请成功 根据返回值进行出错处理 ＊ / ｝

　　else

　　｛ printk（1> 注册中断成功 ! n）;

　　return 0;｝

　　init_waitqueue_head（my_queue）;

　　｝

　　void cleanup_module（void）

　　｛ …… /＊ 释放资源 ＊/

　　free_irq（n,NULL）; //释放中断线n

　　｝

　　在用户程序中发中断时，通过调用system（send_riq）来动态执行内核模块程序来控制发送中断的管脚的信号，从而实现在用户程序发中断的效果。其发中断的内核模块关键性代码如下：

　　AT91_SYS->PIOC_PER |= AT91C_PIO_PC15;//设置PC15IO使能

　　AT91_SYS->PIOC_OER |= AT91C_PIO_PC15;//设置PC15输出使能

　　//发送一个方波中断信号

　　AT91_SYS->PIOC_CODR |= AT91C_PIO_PC15;

　　for（i=1;i

　　AT91_SYS->PIOC_SODR |= AT91C_PIO_PC15;

3.3.2双端口RAM驱动的实现

　　由于用户程序不能直接对双端口RAM进行读写，因此必须根据用户程序的需要编写双端口RAM的驱动，以内核模块的形式动态加载到系统中去。Linux系统将所有设备都看做是文件,对设备的读写相当于对文件的读写。双端口RAM驱动模块加载后，用户程序就可以像读写文件一样，间接的对双端口RAM进行读写了。其双端口RAM驱动模块的主要实现过程如下：

　　static int write_dpram（struct file ＊file, const char ＊buf, u32 count, loff_t ＊f_pos）

　　｛ …… /＊ 写初始化 ＊/

　　copy_from_user（wMessage,buf,count）;

　　…… /＊ 进行数据处理 ＊/

　　for （i=0;i

　　｛ writeb（wMessage[i], base+wadd）;

　　wadd++; ｝

　　…… /＊向IO模块控制卡发中断信号＊/

　　｝

　　static int read_dpram（struct file ＊file,char ＊buf,u32 count,loff_t ＊f_pos）

　　｛ …… /＊读函数则调用相应的readb（ ）和copy_to_user（ ）函数，与写函数同理＊/｝

　　static int open_dpram（struct inode ＊inode,struct file ＊file ）

　　｛ …… /＊初始化＊/

　　if （!request_mem_region（AT91_DPRAM,BUF_LEN＊sizeof（u8）,DEVICE_NAME））

　　｛ …… /＊未申请到该内存空间时进行相应处理＊/｝ //申请使用内存空间

　　base =ioremap（AT91_DPRAM,BUF_LEN＊sizeof（u8））;//为设备内存区域分配虚拟地址

　　…… /＊ 设置DPRAM读写时序＊/

　　｝

　　static int release_dpram（struct inode ＊inode,struct file ＊file ）

　　｛ …… /＊ 释放相应资iounmap（ ）和release_mem_region（）;｝

　　以上为DPRAM设备驱动的打开、读写、关闭函数的实现，然后通过以下标记化结构将其驱动的功能映射到前面的具体实现函数上：

　　static struct file_operations test_fops = ｛

　　read:read_dpram,

　　write:write_dpram,

　　open: open_dpram,

　　release:release_dpram

　　｝;