嵌入式系统/ARM技术中的基于uclinux的CAN总线嵌入式驱动编程

1 引言    　　早期应用于八位单片机软件设计的嵌入式系统主要为前后台系统（或超循环系统），程序大约在几千行以内，由两部分组成,即其应用程序是一个无限的循环，循环中调用函数完成相应的操作，属于后台行为；其中断服务程序处理异步事件，属于前台行为.随着嵌入式系统功能越来越庞杂，如友好的人机界面、网络化、远程监控等.各种任务的优先级不同，传统的设计方法无法完成，程序长达数万行，程序员必须同繁琐的底层硬件打交道，这样效率低下.现代电子技术的发展为嵌入式微处理器提供了更多的外设，通用的如串口、并口、以太网口、现场总线、USB口等.基于免费自由软件Linux发展而来的嵌入式系统uclinux，是一种免费 【嵌入式系统/ARM技术中的基于uclinux的CAN总线嵌入式驱动编程】是针对现代嵌入式系统开发的一种技术实践。早期的嵌入式系统采用前后台系统设计，程序简单，但随着技术进步，系统复杂度大幅提升，需要处理的任务优先级各异，传统方法难以应对。现代嵌入式微处理器拥有丰富的外设接口，如串口、并口、以太网口、现场总线（如CAN总线）和USB口等。 uclinux是一个基于Linux的嵌入式操作系统，它的特点包括小型化内核、高效运行、源代码开放、稳定性好以及丰富的开发工具和环境。系统由用户进程、系统调用接口、uclinux内核和硬件控制器组成。用户进程通过系统调用接口与内核交互，内核则负责进程调度、内存管理、文件系统、网络接口和进程间通信等核心功能。硬件控制器则管理所有物理设备。 在uclinux中，设备管理是关键部分，由设备驱动程序和与设备无关的上层系统共同构成。驱动程序直接与硬件交互，向上提供访问接口。uclinux将设备分为字符设备、块设备、网络接口和其他设备。设备驱动程序需要静态编译进内核，并通过register_chrdev函数向系统注册。设备访问通过主设备号和次设备号区分，所有设备都被抽象为文件系统的一部分，支持标准文件操作。 CAN（Controller Area Network）总线是一种广泛应用的现场总线，特别适合于汽车电子和工业自动化等领域，具备高可靠性、实时性和抗干扰能力。在uclinux环境下，编写CAN总线驱动程序涉及到对CAN控制器的初始化、数据发送和接收函数的实现，以及将这些功能封装到file_operations结构中，以便通过标准的文件操作接口进行通信。 编写CAN总线驱动程序时，通常会涉及以下步骤： 1. 初始化设备：配置CAN控制器的工作模式和参数。 2. 注册设备：通过register_chrdev向内核注册设备，分配设备号。 3. 定义file_operations结构体：包含open、read、write、ioctl等操作的回调函数。 4. 实现数据收发：处理读写请求，与CAN控制器交互。 5. 设备释放：关闭设备时进行资源清理。 完成这些步骤后，应用程序可以通过标准的open、write和read系统调用来与CAN总线进行通信，实现嵌入式系统中的数据交换和控制功能。 【嵌入式系统/ARM技术中的基于uclinux的CAN总线嵌入式驱动编程】是一项综合了嵌入式系统设计、操作系统内核理解、硬件接口编程以及实时通信协议应用的技术工作。通过这样的驱动编程，开发者能够将复杂的硬件功能集成到uclinux系统中，创建出具备CAN通信能力的嵌入式解决方案，适用于各种自动化和物联网应用场景。