嵌入式系统开发：驱动程序设计的5个方法

嵌入式系统开发：驱动程序设计的5个方法 在嵌入式系统开发中，驱动程序设计是确保系统满足实时性要求的关键。以下五个窍门是每一个开发者在设计驱动程序时应该考虑的。 1. 使用设计模式 驱动程序设计模式可以分为四个类别：bit bang、轮询、中断驱动和直接存储器访问(DMA)。bit bang模式可以让开发者手动完成通信协议或外部行为。轮询模式适用于简单的系统，但许多现代应用程序都需要中断。DMA模式允许其他外围设备来处理数据传输的需求，而不需要驱动的干预。 在驱动程序设计中，选择合适的设计模式是非常重要的。开发人员可以从他的解决方案工具箱中选择一个最适合解决这个问题的方案，而不是浪费宝贵的时间和预算从无到有地重新发明一个解决方案。 2. 了解实时行为 一个实时系统满足是否能满足实时需求取决于它的驱动程序。写入能力差的驱动是低效的，并可能使不知情的开发者放弃系统的性能。设计者需要考虑驱动的两个特点：阻塞和非阻塞。阻塞的驱动程序在其完成工作之前会阻止其他任何软件执行操作，而非阻塞驱动则是一般利用中断来实现它的功能。 为了保持实时性能，并防止系统中的故障，开发人员必须了解驱动的平均执行时间和最坏情况下的执行时间。一个完整的系统可能会因为一个潜在的风险而造成更大的安全问题。 3. 重用设计 在时间和预算都很紧张的情况下，为什么还要再造轮子呢？在驱动程序开发中，重用、便携性和可维护性都是驱动设计的关键要求。硬件抽象层(HAL)为开发人员提供一种方式来创建一个标准接口去控制微控制器的外设。抽象隐藏实现细节，取而代之的是提供了可视化功能，如Usart_Init和Usart_Transmit。 使用HAL可以让应用程序开发人员专注于应用的需求，而不是关注底层的硬件是如何工作的。同时，HAL提供了一个重用的容器，减少了驱动程序的开发时间和预算。 4. 参考数据手册 开发人员在设计驱动程序时需要了解微控制器的数据手册。数据手册提供了微控制器的详细信息，包括外设的使用方法和注意事项。开发人员需要了解每个数据手册中的信息，并对其进行收集和排序。 5. 谨防外设故障 在驱动程序的实现过程中，需要确认外设可能出现的故障，并查看其他看似无关的寄存器错误。开发人员需要了解外设的使用方法和注意事项，以避免驱动程序的故障。 驱动程序设计是嵌入式系统开发的关键部分。开发人员需要了解驱动程序的设计模式、实时行为、重用设计、数据手册和外设故障，以确保系统的实时性和可靠性。