目前,TI公司的DSP應用很廣泛,隨著DSP的功能越來越強大,片上外設種類及應用日趨復雜。傳統的DSP程序開發包含兩方面程序:即配置、控制、中斷等管理DSP片內外設、接口的硬件相關程序和基于應用的算法程序。這樣的系統結構,應用程序與硬件相關程序緊密的結合一起,限制了程序的可移植性和通用性,軟件開發總要從零開始,存在諸多重復工作。一旦硬件平臺有變化,往往與硬件程序捆綁一起的應用程序也需改動,代碼的維護性和可移植性均不高。
通過建立硬件驅動程序的開發模式,可使上述現象得到改善。因此,本文介紹一種開發TI公司DSP片內及片外硬件外設驅動程序的方法,并以C5000 DSP的McBSP/DMA及TMS320C5509的USB驅動程序開發為具體對象,介紹這種方法的應用。
2 基于DSP/BIOS的IOM硬件驅動
在CCS應用環境中集成的實時操作系統DSP/BI-OS[1]中,硬件驅動程序最終以函數庫的形式被封裝起來,應用程序可不關心底層硬件外設的具體操作,通過調用DSP/BIOS相關的標準API與不同外設接口。接口按統一標準定義,即在DSP/BIOS中創建并配置硬件設備驅動模塊為IOM(I/O Mini-driver)模式。
IOM[2]是DSP/BIOS的設備驅動模塊的一種接口方式,配置硬件設備驅動模塊為IOM模式可在DSP/BIOS的圖形化界面(GUI)中方便完成。IOM模式將設備驅動程序分為兩個層次:上一層是“類”驅動程序(class driv-er),這部分程序負責對存儲緩沖區管理、由DSP/BIOS各類標準的API函數與應用程序接口,與設備硬件無關。下一層是“迷你”驅動程序(mini-driver),這部分程序集成了實際硬件相關的代碼。IOM接口將“迷你”驅動程序與“類”驅動程序聯系一起,包括定義I/O數據包(IOM_Packet)以提交“迷你”驅動程序讀寫,定義功能函數包(IOM Fxns)完成相關初始化,打開或關閉通道,提交I/O數據傳輸與控制等任務,確保“迷你”驅動程序與“類”驅動程序運行協調一致。
“類”驅動程序直接在應用程序中出現,并且根據數據輸入/輸出的處理方式不同,有相應“類”驅動程序。主要是3種:流輸入輸出型“類”驅動(SIO)、管道型“類”驅動(PIP)和通用輸入輸出型“類”驅動(GIO)。
其中,SIO“類”驅動由兩部分組成:SIO模塊和DIO適配模塊(Adapter),前者負責創建通道、數據流輸入/輸出,DIO提供負責緩沖管理、信號同步、將API及參數與下層“迷你”驅動程序接口;PIP“類”驅動由兩部分組成:PIP模塊和PIO適配模塊(Adapter),前者創建管道、數據管道輸入/輸出,PIO提供負責緩沖管理、信號同步、將API及參數與下層“迷你”驅動程序接口。GIO“類”驅動是一種通用輸入輸出接口,調用的API函數,可通過阻塞線程讀寫數據,直接與“迷你”驅動通信。
SIO,PIP,GIO模塊集成在DSP/BIOS中,SIO通道、PIP管道可在DSP/BIOS的輸入輸出模塊圖形化界面(GUI)中靜態設置并創建,也可以在應用程序中動態創建。DIO,PIO適配模塊(Adapter)創建在DSP/BIOS的設備驅動模塊圖形化界面(GUI)中完成。