vxworks中VxBus怎么用

发布时间：2021-12-22 11:18:57 作者：小新
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# VxWorks中VxBus怎么用

## 1. VxBus概述

VxBus是VxWorks实时操作系统中的一种设备驱动框架，它提供了一种标准化的方式来管理和操作硬件设备。VxBus的设计目标是简化设备驱动的开发、提高代码复用性，并支持动态加载和卸载驱动。

### 1.1 VxBus的特点

- **模块化设计**：驱动以模块形式存在，支持动态加载/卸载
- **硬件抽象**：提供统一的硬件访问接口
- **自动探测**：支持设备自动发现和初始化
- **资源管理**：统一管理中断、内存等硬件资源
- **兼容性**：支持传统VxWorks驱动和VxBus驱动共存

### 1.2 VxBus架构

VxBus架构包含以下核心组件：

1. **VxBus核心层**：提供基础框架和API
2. **总线驱动**：管理特定总线类型（如PCI、USB等）
3. **设备驱动**：实现具体设备的操作功能
4. **资源管理器**：处理中断、DMA等资源分配

## 2. VxBus驱动开发基础

### 2.1 驱动开发环境准备

开发VxBus驱动需要：
- VxWorks SDK或Workbench开发环境
- 目标硬件板级支持包(BSP)
- 硬件设备的规格文档

### 2.2 驱动代码结构

典型的VxBus驱动包含以下文件：

myDriver/ ├── Makefile # 构建配置 ├── myDriver.c # 主驱动实现 ├── myDriver.h # 头文件 └── myDriver.vxb # 驱动描述文件


### 2.3 驱动注册示例

```c
#include <vxBus.h>
#include <vxBusLib.h>

/* 设备操作方法 */
LOCAL struct vxbDevMethod myDevMethods[] = {
    VXB_DEVMETHOD_END
};

/* 驱动结构体 */
struct vxbDriver myDriver = {
    "my_driver",       /* 驱动名称 */
    myDevMethods,      /* 方法表 */
    sizeof(struct myDevice), /* 设备结构大小 */
};

/* 驱动初始化函数 */
STATUS myDrvInit(void)
{
    return vxbDriverRegister(&myDriver);
}

3. VxBus设备管理

3.1 设备探测与注册

VxBus通过以下流程发现设备：

总线驱动扫描总线上的设备
匹配设备ID与驱动ID
调用驱动的probe函数
成功匹配后创建设备实例

3.2 设备操作API

常用设备管理函数：

函数	描述
`vxbDevCreate()`	创建设备实例
`vxbDevRemove()`	移除设备
`vxbDevFind()`	查找设备
`vxbDevMethodDispatch()`	调用设备方法

3.3 示例：访问PCI设备

/* 查找PCI设备 */
struct vxbDev *pDev = vxbDevFind("pci", 0, 0x1234, 0x5678);

if (pDev != NULL) {
    /* 读取配置空间 */
    uint32_t val;
    vxbPciConfigInLong(pDev, 0x10, &val);
    
    /* 映射内存空间 */
    void *pMem = vxbDevMemMap(pDev, 0, 0x1000);
}

4. VxBus资源管理

4.1 中断处理

VxBus中断处理流程：

驱动注册中断处理函数
VxBus分配中断向量
中断发生时调用处理函数

/* 中断处理函数 */
LOCAL void myIsr(void *pArg)
{
    /* 处理中断 */
}

/* 注册中断 */
STATUS myDevAttach(struct vxbDev *pDev)
{
    int irq = vxbDevIntGet(pDev, 0);
    return vxbIntConnect(pDev, irq, myIsr, NULL);
}

4.2 DMA操作

VxBus DMA API示例：

/* 分配DMA缓冲区 */
VXB_DMA_ADDR dmaAddr;
void *pBuf = vxbDmaMemAlloc(pDev, size, &dmaAddr);

/* 创建DMA映射 */
vxbDmaMapCreate(pDev, dmaAddr, size, VXB_DMA_DIR_TO_DEV);

/* 启动DMA传输 */
vxbDmaStart(pDev, chan, &dmaDesc);

5. 高级VxBus功能

5.1 电源管理

VxBus支持设备电源状态管理：

/* 电源状态变更回调 */
LOCAL STATUS myPowerChange(struct vxbDev *pDev, VXB_POWER_STATE newState)
{
    switch(newState) {
        case VXB_POWER_FULL:
            /* 恢复全功率运行 */
            break;
        case VXB_POWER_STANDBY:
            /* 进入待机模式 */
            break;
    }
    return OK;
}

/* 注册电源管理方法 */
LOCAL struct vxbDevMethod myDevMethods[] = {
    VXB_DEVICE_METHOD_POWER_CHANGE(myPowerChange),
    VXB_DEVMETHOD_END
};

5.2 热插拔支持

处理热插拔事件的示例：

/* 热插拔回调函数 */
LOCAL STATUS myHotplugEvent(struct vxbDev *pDev, VXB_HOTPLUG_EVENT event)
{
    switch(event) {
        case VXB_HOTPLUG_ADD:
            /* 处理设备添加 */
            break;
        case VXB_HOTPLUG_REMOVE:
            /* 处理设备移除 */
            break;
    }
    return OK;
}

/* 注册热插拔方法 */
LOCAL struct vxbDevMethod myDevMethods[] = {
    VXB_DEVICE_METHOD_HOTPLUG(myHotplugEvent),
    VXB_DEVMETHOD_END
};

6. 调试与问题排查

6.1 常用调试工具

vxbShow命令：显示VxBus设备树
```
-> vxbShow
```
devs命令：查看已注册设备
```
-> devs
```
中断统计：
```
-> intShow
```

6.2 常见问题解决

问题1：驱动加载失败 - 检查驱动依赖是否满足 - 验证驱动二进制是否匹配当前内核版本

问题2：设备未被识别 - 确认设备ID与驱动ID匹配 - 检查总线驱动是否正确加载

问题3：中断不触发 - 验证中断号是否正确 - 检查中断共享配置

7. 性能优化建议

减少中断延迟：
- 使用vxbIntLatencySet()调整中断响应阈值
- 优化ISR处理逻辑
DMA优化：
- 使用分散/聚集DMA传输
- 合理设置DMA对齐
内存访问：
- 使用缓存友好的数据结构
- 对频繁访问的寄存器使用内存屏障

8. 从传统驱动迁移到VxBus

迁移步骤：

将硬件访问代码封装为VxBus方法
替换xxDrv()函数为VxBus注册接口
将资源管理改为使用VxBus API
添加设备树支持（如需要）

传统驱动与VxBus驱动对比：

特性	传统驱动	VxBus驱动
加载方式	静态链接	动态加载
设备发现	手动注册	自动探测
资源管理	直接操作	统一管理
移植性	较低	较高

9. 实际应用案例

9.1 网络驱动实现

典型网络驱动结构：

struct vxbDevMethod netMethods[] = {
    VXB_DEVICE_METHOD_NET_GET_MAC(netGetMac),
    VXB_DEVICE_METHOD_NET_START(netStart),
    VXB_DEVICE_METHOD_NET_STOP(netStop),
    VXB_DEVICE_METHOD_NET_SEND(netSend),
    VXB_DEVMETHOD_END
};

9.2 存储设备驱动

块设备操作示例：

LOCAL STATUS blockRead(struct vxbDev *pDev, void *buf, UINT32 blk, UINT32 nblks)
{
    /* 实现块读取逻辑 */
    return OK;
}

struct vxbDevMethod blockMethods[] = {
    VXB_DEVICE_METHOD_BLOCK_READ(blockRead),
    VXB_DEVICE_METHOD_BLOCK_WRITE(blockWrite),
    VXB_DEVMETHOD_END
};

10. 总结

VxBus作为VxWorks的标准设备驱动框架，通过提供统一的接口和自动化管理机制，显著简化了驱动开发流程。掌握VxBus的关键在于理解其分层架构和设备管理模型，合理使用其提供的资源管理功能。随着VxWorks系统的演进，VxBus已经成为开发高质量设备驱动的首选方案。

进一步学习资源

Wind River官方文档：《VxWorks Device Driver Developer’s Guide》
VxWorks BSP开发手册
社区论坛：Wind River Developer Zone
示例代码：VxWorks SDK中的drv目录

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