在μC/OS-II下，設計了一個通用的設備管理模型，稱為通用驅(qū)動框架，通過該驅(qū)動框架，可以實現(xiàn)對硬件設備的統(tǒng)一、一致的管理，同時，也為上層應用程序提供了統(tǒng)一、一致的設備訪問接口，并在以ARM7TDMI-S為核心的LPC2210微控制器開發(fā)板上給出了一例實現(xiàn)。
　　1、概述
　　在嵌入式應用系統(tǒng)中使用嵌入式操作系統(tǒng)可以提高應用系統(tǒng)的開發(fā)效率和提升嵌入式應用系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性，因此，在嵌入式應用系統(tǒng)中使用嵌入式操作系統(tǒng)將成為嵌入式應用系統(tǒng)的設計主流［1］。μC/OS-II是由美國學者Labrosse設計的一個優(yōu)秀的嵌入式實時操作系統(tǒng)［2］，它是一個源碼公開、可移植、可固化、可裁剪、占先式的實時多任務操作系統(tǒng)，目前已經(jīng)得到廣泛應用。
　　μC/OS-II提供了操作系統(tǒng)必須具備的基本功能，包括：任務管理、信號量管理、郵箱管理、消息隊列管理、事件管理、時間管理、內(nèi)存管理，但它不提供設備管理和文件系統(tǒng)管理，已有研究者對μC/OS-II進行了文件子系統(tǒng)功能擴展［3］。
　　在實際應用中，對系統(tǒng)設備的有效管理也是一個非常重要的任務，因此，需要對μC/OS-II進行擴展，以實現(xiàn)這一功能。本文為μC/OS-II設計了一個對系統(tǒng)設備進行統(tǒng)一管理的通用驅(qū)動框架，在此框架下，可以屏蔽系統(tǒng)硬件的差異，在無約束地發(fā)揮硬件能力的前提下，為上層應用提供了統(tǒng)一、一致的調(diào)用接口API，從而實現(xiàn)了對系統(tǒng)設備的有效管理。
　　2、μC/OS-II下通用驅(qū)動框架的基本模型
　　為了給上層應用提供統(tǒng)一、一致的系統(tǒng)設備調(diào)用接口，需要對上層應用程序?qū)ο到y(tǒng)設備的訪問操作進行抽象，在這方面，Unix系統(tǒng)和Linux系統(tǒng)做得比較成功［4］［5］。本文借鑒了Unix及Linux系統(tǒng)的成功經(jīng)驗，同時考慮到嵌入式操作系統(tǒng)的特殊性，為μC/OS-II建立了如圖1所示的通用驅(qū)動框架模型。在圖1所示的通用驅(qū)動框架模型中，共包括三個層次：
　?。?）上層訪問抽象接口層：在這一層，通過對設備訪問操作的抽象，為上層應用提供了5個訪問接口API：UDFOpen、UDFRead、UDFWrite、UDFIoctrl、UDFClose，分別用于打開設備、讀設備、寫設備、設備控制和關閉設備。
　　
　?。▓D1 通用驅(qū)動框架模型）
　　（2）設備管理核心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)層：這是通用驅(qū)動框架的核心，在這一層，為系統(tǒng)中的每個硬件設備分配唯一的設備名，上層應用程序通過將設備名作為參數(shù)傳遞給UDFOpen函數(shù)實現(xiàn)對相應設備的核心管理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定位尋址，通過尋址，UDFOpen函數(shù)得到相應設備的核心管理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并定位到相應的設備驅(qū)動模塊，獲得相應硬件設備的操作函數(shù)表，再通過上層訪問抽象接口層的其他接口函數(shù)UDFRead、UDFWrite、UDFIoctrl和UDFClose實現(xiàn)對設備的統(tǒng)一訪問控制。
　?。?）硬件設備驅(qū)動模塊層：這一層是硬件設備驅(qū)動模塊功能的實現(xiàn)層，對各個硬件設備的驅(qū)動在相應的硬件設備驅(qū)動模塊中完成。各個硬件設備驅(qū)動模塊，原則上需要實現(xiàn)如下幾個函數(shù)：devOpen、devRead、devWrite、devIoctrl和 devClose分別完成相應設備的打開、讀、寫、控制和關閉，當然，可以根據(jù)具體設備的特性，只實現(xiàn)5個驅(qū)動函數(shù)的其中一部分，例如，如果某設備不支持寫操作，那么就不用實現(xiàn)devWrite函數(shù)。
　　下面，對該模型的工作原理進行簡單描述：首先，在上層應用程序可以訪問硬件設備之前，需要首先打開欲操作的設備，這可以通過調(diào)用“上層訪問抽象接口層”的UDFOpen函數(shù)實現(xiàn)。上層應用程序?qū)⒂蜷_的設備的設備名傳遞給UDFOpen函數(shù)，UDFOpen函數(shù)通過該設備名從“設備管理核心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”中得到相應設備的核心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，進而得到相應設備的操作函數(shù)表，并調(diào)用設備驅(qū)動模塊的devOpen函數(shù)對設備進行初始化，當完成相應設備的初始化后，UDFOpen函數(shù)返回給上層應用程序一個句柄，這個句柄是上層應用程序進行后續(xù)設備操作的基礎。
　　現(xiàn)在假設上層應用程序需要從設備中讀取數(shù)據(jù)，這是通過調(diào)用“上層訪問抽象接口層”的UDFRead函數(shù)完成的：上層應用程序?qū)DFOpen函數(shù)返回的設備句柄和相關的讀取參數(shù)傳遞給UDFRead函數(shù)，UDFRead函數(shù)通過該句柄從“設備管理核心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”中得到相應設備的核心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，進而得到相應設備的操作函數(shù)表，并調(diào)用設備驅(qū)動模塊的devRead函數(shù)對設備進行讀取操作，當完成讀取操作后，將讀取到的數(shù)據(jù)返回給上層應用程序。其它的操作如UDFWrite、UDFIoctrl和UDFClose是類似的。