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在某些特定的工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，普通的操作系統(tǒng)并不適用，需要采用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。目前，已有許多實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)如：VxWorks、pSOS、QNX、Hard-Linux、WinCE等等，其中美國(guó)Wind River System 公司的VxWorks是公認(rèn)的性能最出色的一種實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。這是一個(gè)運(yùn)行在目標(biāo)機(jī)上的高性能、可裁減的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。它的軟件開發(fā)平臺(tái)是Tornado。
本文以VxWorks操作系統(tǒng)為平臺(tái)，以M-System公司的DOC2000(144M)為例，說明在VxWorks下如何驅(qū)動(dòng)并使用電子盤設(shè)備。 1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
DOC 系列的電子盤采用的都是TrueFFS(True Flash File System)。TrueFFS for Tornado II是Tornado II開發(fā)環(huán)境中的一個(gè)集成的快速閃存文件系統(tǒng)，它是使用一系列的嵌入式閃存設(shè)備來實(shí)現(xiàn)快速可靠的物理存儲(chǔ)的。通過VxWorks的TrueFFS仿真DOS文件系統(tǒng)下的硬盤驅(qū)動(dòng)器，開發(fā)者可以使用標(biāo)準(zhǔn)的文件系統(tǒng)接口來產(chǎn)生和操作一個(gè)文件系統(tǒng)。這樣，在閃存設(shè)備上進(jìn)行讀寫操作就與在DOS文件系統(tǒng)設(shè)備上是一樣的了。因此，對(duì)于電子盤驅(qū)動(dòng)的介紹就需要分為上層操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)和底層的驅(qū)動(dòng)器物理結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)兩部分。
1.1 VxWorks中的文件系統(tǒng)
VxWorks是一種功能強(qiáng)大而且比較復(fù)雜的嵌入式操作系統(tǒng)，包括了進(jìn)程管理、存儲(chǔ)管理、設(shè)備管理、文件系統(tǒng)管理、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及系統(tǒng)應(yīng)用等幾個(gè)部分。VxWorks只占用了很小的存儲(chǔ)空間，并可高度裁減，保證了系統(tǒng)能以較高的效率運(yùn)行。
VxWorks提供的快速文件系統(tǒng)適合于實(shí)時(shí)系統(tǒng)應(yīng)用。它包括幾種支持使用塊設(shè)備(如磁盤)的本地文件系統(tǒng)。這些設(shè)備都使用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的接口從而使得文件系統(tǒng)能夠被靈活地在設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序上移植。VxWorks也支持SCSI磁帶設(shè)備的本地文件系統(tǒng)。VxWorks支持四種文件系統(tǒng)：dosFs、rt11Fs、rawFs、tapeFs。
VxWorks的I/O系統(tǒng)將普通數(shù)據(jù)文件、外部設(shè)備都統(tǒng)一作為文件處理。它們?cè)谟脩裘媲坝邢嗤恼Z(yǔ)法定義，使用相同的保護(hù)機(jī)制。這樣既簡(jiǎn)化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)又便于用戶使用。VxWorks I/O 體系結(jié)構(gòu)甚至還支持在一個(gè)單獨(dú)的VxWorks系統(tǒng)上同時(shí)并存幾個(gè)不同的文件系統(tǒng)。VxWorks提供了一個(gè)快速靈活的與ANSI C 兼容的I/O 系統(tǒng)，包括：UNIX 標(biāo)準(zhǔn)的緩沖I/O、POSIX 標(biāo)準(zhǔn)的異步I/O。VxWorks包括以下驅(qū)動(dòng)程序：網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)、管道驅(qū)動(dòng)、RAM 盤驅(qū)動(dòng)、SCSI驅(qū)動(dòng)、鍵盤驅(qū)動(dòng)、顯示驅(qū)動(dòng)、磁盤驅(qū)動(dòng)、并口驅(qū)動(dòng)。
VxWorks的所有機(jī)制和功能都是基于“C子程序”這種簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的，即：VxWorks的所有功能都是由C程序庫(kù)提供的。任何C程序都能夠從Tornado的命令和調(diào)試環(huán)境中交互式地調(diào)用；任何C程序都能夠作為VxWorks的一個(gè)任務(wù)從Tornado主機(jī)工具或者應(yīng)用程序中產(chǎn)生，而且C程序能夠與中斷、看門狗定時(shí)器或輔助定時(shí)器相連。VxWorks的這種統(tǒng)一性使Tornado成為一種有效的開發(fā)系統(tǒng)。因?yàn)橛脩舨槐卦倬帉懱厥獾拇a來與系統(tǒng)陷阱接口，也不需要進(jìn)行特殊的處理來建立一個(gè)任務(wù)，更不需要編寫特殊的用戶接口程序或交互式的測(cè)試程序來測(cè)試新代碼，用戶只要編寫子程序就能夠完成所有這些工作。
VxWorks的特性為編寫應(yīng)用程序和設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序提供了極大的便利。在VxWorks下，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序既可以嵌入內(nèi)核隨系統(tǒng)一起啟動(dòng)，也可以作為可加載模塊在系統(tǒng)啟動(dòng)之后運(yùn)行，無(wú)論采用哪一種方式編寫驅(qū)動(dòng)程序，需要注意的一點(diǎn)就是：其使用不能依賴于還沒有啟動(dòng)的功能模塊(例如c庫(kù)函數(shù))或者未激活的設(shè)備。
1.2 電子盤
電子盤的內(nèi)部存儲(chǔ)介質(zhì)Flash是近年來發(fā)展最快的一種存儲(chǔ)芯片，它具有EEPROM可擦寫的特點(diǎn)，又同時(shí)具有EPROM 廉價(jià)的特點(diǎn)，它是一種高性能、低功耗、電可擦除的存儲(chǔ)器件。電子盤由于上述特點(diǎn)，現(xiàn)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于信息存儲(chǔ)、機(jī)頂盒、瘦客戶機(jī)、瘦主機(jī)、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)、以及嵌入式計(jì)算機(jī)等很多系統(tǒng)。
TrueFFS是M-System 公司開發(fā)出來的可用于電子盤設(shè)備的專利技術(shù)。TrueFFS的基本功能就是磁盤仿真。它提供像DOC一樣的塊設(shè)備的接口，從而方便了操作系統(tǒng)對(duì)電子盤設(shè)備的邏輯區(qū)的讀寫。通過TrueFFS可以對(duì)電子盤進(jìn)行讀寫、分區(qū)、格式化等一系列操作。通過對(duì)操作系統(tǒng)的l/O控制的調(diào)用，就可以訪問TrueFFS的外部接口。電子盤設(shè)備的I/O控制并不局限于某一特定操作系統(tǒng)，所以可以兼容多種操作系統(tǒng)。通常，在操作系統(tǒng)下驅(qū)動(dòng)電子盤有以下兩步：
①調(diào)用操作系統(tǒng)的GetDriverHandle()函數(shù)得到驅(qū)動(dòng)器的句柄。它的返回值是一個(gè)能夠供I/O控制函數(shù)調(diào)用的TrueFFS驅(qū)動(dòng)的描述符。這一步依賴于操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)。
②調(diào)用操作系統(tǒng)中文件系統(tǒng)的IOControl()函數(shù)。它將使TrueFFS具有其它文件系統(tǒng)的特性：
1)文件系統(tǒng)狀態(tài)。它的值可以指示操作指令是否成功的傳遞給了驅(qū)動(dòng)器或者驅(qū)動(dòng)器對(duì)于操作指令有無(wú)響應(yīng)，但它并不能確認(rèn)操作的結(jié)果或狀態(tài)。一個(gè)操作的結(jié)果或狀態(tài)是由輸入輸出控制包(IO Package)來傳遞的。它們使用的是TrueFFS的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)碼，這些狀態(tài)碼可以在IO控制的頭文件以及一些驅(qū)動(dòng)包文件中查到。
2)文件系統(tǒng)IO控制。它可以調(diào)用文件系統(tǒng)的擴(kuò)展功能。
3)輸入輸出請(qǐng)求包。所有的TrueFFS擴(kuò)展功能都使用下列輸入輸出請(qǐng)求包，它的定義格式如下：
typedef struct
{
FLHandle irHandle；
Unsigned irFlages；
FLSimplePath FAR1 *irPath；
Void FAR1 *irData；
Long irLength；
Long irCount；
}
irHandle(句柄)主要用于確認(rèn)一個(gè)操作究竟應(yīng)該作用于哪一個(gè)分區(qū)。如果只有一個(gè)驅(qū)動(dòng)器，那么就不會(huì)出現(xiàn)沖突，則句柄的值可以設(shè)置為0。驅(qū)動(dòng)器的句柄包含了物理驅(qū)動(dòng)數(shù)(LSB 0-3)和分區(qū)數(shù)(LBB 4-7)。由于Binary Partition和Disk Partition的句柄都可以從0開始。所以，Binary Partition和Disk Partition總是通過不同的句柄來訪問，以免產(chǎn)生沖突。
irFlags這個(gè)變量用來標(biāo)識(shí)擴(kuò)展功能的類型。每一個(gè)擴(kuò)展功能都有一個(gè)枚舉類型的代碼標(biāo)識(shí)。
irData包含了一個(gè)指向fllOctlRecond記錄的指針。fllOctlRecond記錄包含了一些擴(kuò)展功能的輸入輸出記錄的指針。
DOC2000為M-System 公司DOC系列的第二代產(chǎn)品，它為32腳DIP封裝，具有體積小，封裝簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，通過將DOC2000插入DOC2000插槽，可以大量減少占用的物理空間。
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66821730(技術(shù)支持)
