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引言 近年來，隨著硬件復雜性、多樣性和應用復雜性的增加，軟件開發工作量急劇增長，傳統的開發模式已經不能適應系統z雜性的增長。而嵌入式操作系統是嵌入式軟件的運行平臺和開發平臺，它的引入極大地提高了軟件的開發效率，方便了軟件的維護。Windows CE是Microsoft公司順應計算技術小型化、分散化趨勢而推出的搶占式多任務32位嵌入式操作系統，具有強大的通信功能。Windows CE已得到大量廠商的支持，支持它的微處理器包括：MIPS系列、ARM系列、日立的SH系列等。各種處理器都有豐富的外部中斷源，中斷源和操作系統之間通常采用中斷機制來控制數據的交互。硬件廠商沒有為一些外部中斷源提供Windows CE下的驅動，所以有時驅動成為項目開發關鍵的一環。 1 Windows CE中斷處理 1．1 中斷產生 在Windows CE中，系統的中斷分為兩種：軟中斷和硬中斷。軟中斷是一種“信號機制”，而不是由軟件產生的中斷信號。硬中斷通常是外部設備對CPU發出中斷信弓。一般來說，軟中斷是由操作系統內核機制的事件產生的，例如定時器超叫，但是有的軟中斷由和硬件有關的中斷引起。例如，當外部產生一個硬中斷時，會產生和硬件相關的一個軟中斷，這樣內核就會在適當的時機處理這個軟中斷，喚醒睡眠在相應任務隊列中的處理例程。 1．2 中斷處理模型 Windows CE提供了一個有效的中斷處理機制，它把對中斷的處理分為兩部分：中斷服務例程(ISR)和中斷服務線程(IST)。ISR通常要求短小精悍，效率要求很嚴格。它只決定該怎樣處理這個中斷，一般情況下不應該做太多的工作。大部分工作依靠IST處理，如將數據移到緩存或處理用戶某些特殊要求的工作。 Windows CE中斷處理模型如圖1所示。 
1．3 中斷處理過程 Windows CE支持兩種ISR：靜態ISR和可安裝ISR。靜態ISR只能靜態地編譯進內核，運行時不能改變。與IST通信時，它也只能是單向的，即由ISR到 IST。靜態ISR支持嵌套中斷，并且使用內核堆棧。可安裝ISR由內核管理程序從動態鏈接庫中加載。和靜態ISR不同，它和IST的通信是雙向的，多個 ISR可以與同一個中斷請求相關聯，系統按照加載驅動的順序依次調度。在可安裝ISR中，共享內存的使用也比較靈活。圖2為中斷處理過程。
對圖2的中斷處理過程作以下幾點解釋： ①當內核的異常處理代碼接收到一個來自硬件的中斷時，內核會偵測到一個異常情況發生，并會提交這個硬件中斷。 ②內核的中斷支持處理器通知ISR去禁止該中斷的重復提交，直到相關的中斷處理全部完成后，才再度使能該中斷。還會通知硬件屏蔽優先級別低的中斷，直到必需的處理結束后，再重新打開被屏蔽的中斷。在這個過程中，允許高優先級中斷觸發。 ③異常處理器調用ISR來響應中斷。 ④內核接收ISR返回值，依據該返回值決定如何處理中斷。 ⑤內核觸發中斷支持管理器來喚醒中斷服務線程(IST)并激活該線程。 ⑥當中斷服務線程(IST)被喚醒后，它開始處理相應的中斷。 ⑦如果需要，中斷服務線程調用各種I／0例程訪問硬件來完成工作。 ⑧中斷處理結束后調用InterruptDone函數通知內核。 ⑨內核調用OEMInterruptDone完成整個中斷處理過程，0AL通知底層硬件使能所有中斷。 2 中斷流驅動程序設計 2．1 驅動的概念 驅動程序是一個軟件模塊，其功能就是對設備、協議甚至某些服務進行管理。驅動程序是直接和設備進行通信的部分，設備可以是物理設備或邏輯設備。 流接口的驅動是基本的設備驅動類型，它實現一組固定的流接口函數。所有流接口驅動程序使用相同的接口并調用同一個函數集——流接口函數，大部分 WindowsCE設備驅動都可用此模型來實現。流接口驅動程序由設備管理程序(Device．exe)自動加載、管理和卸載，也可以通過API函數手動加載、管理和卸載。 2．2 設計方法 Windows CE提供了幾種基于等待隊列的進程間通信手段，其中事件在驅動設計中經常被用來引發某一個中斷處理。中斷是Windows CE驅動設計的關鍵之一，驅動程序需要實現特定設備的中斷響應、中斷引發的數據傳送和處理。可以把外設中斷時所需處理的任務封裝到流接口函數中，應用程序使用Windows CE操作系統的文件API函數與流接口進行通信，從而達到應用程序訪問驅動程序和操作硬件的目的。 本文以KEYl按鍵連接到S3C2440外部中斷EINTl(GPFl)引腳的按鍵電路為例，給出中斷流接口驅動程序的一般設計方法，電路原理圖如圖3所示。
流接口驅動程序的入口點函數、調用方式以及每個函數實現的功能如表1所列Ⅲ。其中電源管理函數，即EIT—PowerDown和EIT_PowerUp是可選的，這里沒有調用。
2．3 編寫代碼 在三星公司BSP包驅動程序的存放位置下新建一個目錄EINT，用文本編輯器建立5個文本文件，文件名分別為EINTl．c、EINTl．h、 EINTl.def、sources、makefile。 從表1可以看出，驅動程序大部分功能都是在EIT_Init()函數中完成的，在EINTl．c文件中編寫EIT_Init()函數，如下所示。
EIT_Init()函數中創建了外部中斷EINTl中斷服務線程gEINTIntrThread具體代碼如下所示。該函數首先創建外部中斷事件 gWaitEvent(用于ISR通知IST外部中斷EINTl中斷觸發)，然后調用內核函數InterruptInitialize()與 gWaitEvent關聯起來，并使能該中斷。當該中斷觸發時，ISR就觸發事件gWaitEvent生效。完成以上工作后，該線程就進入無限循環，等待 gWaitEvent事件生效。
其他幾個流接口函數編程簡單，這里不作詳細敘述。參考驅動目錄下其他驅動完成sources、makefile和EINT．def文件的編寫，當EINT 目錄下的5個文件都編寫好后，在Platform Build 5．O編譯后，用Windows CE附帶的dumpbin工具(在Build菜單下)輸入命令：dlampbin／exports EINTl．dll，輸出結果如圖4所示，導出了表1所列的流接口函數。
結語 Windows CE采用中斷方式處理外部設備的隨機輸入，提高了CPU的運行效率。本文用一個實例對中斷流驅動程序的開發進行了介紹，只需在此驅動程序的基礎上稍作修改就可完成其他中斷的驅動程序開發。驅動程序編譯成功后，通過進一步修改BSP的FILES目錄下的platform．bib和platform．reg文件，可將驅動加入到操作系統中。 參考文獻 1. 符意德 嵌入式系統設計原理及應用 2004 2. 姜山.程君實 Windows CE的實時性分析 [期刊論文] -測控技術2000(1) 3. 孫記明 Windows CE環境下無線網卡設備及驅動的研究與實現 2006 4. 曹瑾亮.張有光.周亮 WinCE 環境下指紋識別設備驅動的設計和實現 [期刊論文] -電子測量技術2007(8) 作者：中南大學 葉俊華 許雪梅 黃帥 來源：單片機與嵌入式系統應用 2009 (1) |
