嵌入式系统实验IO接口.pdf

嵌入式系统开发实验 4
陈选虎 111180022 指导老师：方元
一、 实验目次
1. 学习嵌入式 Linux 操作系统设备驱动的方法；
2. 理解硬件 IO 操作的方法；
3. 学习应用程序对驱动设备的调用。
二、 实验设备
1. 硬件设备：
1) 嵌入式实验系统 x210v3，基于 45 nm 工艺 S5PV210 芯片的开发平台，其
核心处理器 S5PV210 为 ARM Cortex-A8 架构，主频可达 1GHz；
2) PC 机；
3) 串口连接线和网络连接线。
2. 软件设备：
1) Linux 操作系统，内核版本为 ；
2) 嵌入式 Linux 系统，内核版本号为 ；
3) 超级终端；
4) ARM 的交叉编译器 arm−none−linux−gnueabi−gcc。
三、 实验内容
1. 根据实验讲义，了解客户机的基本接口电路，学习其硬件知识。
2. 编写驱动程序，实现对客户机硬件资源的调度。
3. 编写具有一定应用价值的应用程序，更深入理解嵌入式系统的概念。
相关知识：
1) 接口电路介绍
内核模块是 Linux 内核向外部提供的一个插口，其全称为动态可加载
内核模块（Loadable Kernel Module，LKM），我们简称为模块。Linux 内核
之所以提供模块机制，是因为它本身是一个单内核（monolithic kernel）。
单内核的最大优点是效率高，因为所有的内容都集成在一起，但其缺点是
可扩展性和可维护性相对较差，模块机制就是为了弥补这一缺陷。
模块是具有独立功能的程序，它可以被单独编译，但不能独立运行。
它在运行时被链接到内核作为内核的一部分在内核空间运行，这与运行在
用户空间的进程是不同的。模块通常由一组函数和数据结构组成，用来实
现一种文件系统、一个驱动程序或其他内核上层的功能。
Linux 以模块的形式加载设备类型，通常一个模块对应一个设备驱动。
一般情况下, 一个设备驱动对应一类设备的模块方式, 这样便于多个设备
的协调工作, 也利于应用程序的开发和扩展。设备驱动程序负责将应用程
序如读、写等操作正确无误的传递给相关的硬件, 并使硬件能够做出正确
反应。因此在编写设备驱动程序时, 必须要了解相应的硬件设备的寄存器、
IO 口及内存的配置参数。
设备驱动在准备好以后可以编译到内核中, 在系统启动时和内核一起
启动, 这种方法在嵌入式 Linux 系统中经常被采用。在开发阶段, 设备驱
动的动态加载更为普遍。开发人员不必在调试过程中频繁启动机器就能完
成设备驱动的调试工作。
嵌入式处理器片内集成了大量的可编程设备接口, 为构成处理器系统
1
带来了极大的便利。S5PV210 有 237 只多功能引脚, 大多数是功能复用的,
可以通过初始化编程将它们设置为 GPIO(General Purpose I/O，通用 IO)或
者某个具体功能。
2) 实验系统的 LED 硬件资源介绍
本系统有 5 个 LED，其中 1 个是电源指示灯，当系统上电的时候就会亮，
不属于可控制的 LED；两外 3 个通过 G