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[干货]手把手教你用Zedboard学习Linux移植和驱动开发

部分硬件设计中需要CPU完成对电路寄存器的配置,为了完成Zedboard对FPGA上部分寄存器的配置功能,可以在PS单元(处理器系统)上运行裸机程序(无操作系统支持)完成和PL单元(FPGA部分)的数据交互功能,此时PS单元更像单片机开发;另一种方法是PS单元运行Linux操作系统,通过驱动程序和应用程序完成对硬件寄存器的读写操作,并且Linux有着完整的网络协议栈支持,后续可拓展性更强,可以更好的发挥ZYNQ这种异构架构芯片的性能。主要分为两部分,分别阐述Zedboard中FPGA和处理器互联总线与硬件设计和Zedboard处理器系统上嵌入式Linux的移植与通过驱动和应用程序简单配置FPGA寄存器的实现。上次介绍了没有操作系统下的驱动和应用程序开发,本文介绍带操作系统的驱动和应用程序开发。

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基于WDM的专用USB设备的驱动程序开发[通俗易懂]

1引言 目前对于诸如USB鼠标、键盘等这样的计算机标准外设,Windows系统已经提供了标准的驱动程序,用户无需再进行任何开发工作。而开发专用USB设备,需要开发专用的驱动程序。 Windows2000/XP操作系统不允许用户程序直接访问硬件设备。为了实现对硬件设备的访问和控制,必须通过操作系统所认可的驱动程序对硬件设备实现间接访问和控制。驱动程序通常被认为是操作系统的组成部分,所以,开发驱动程序有严格的规范,被认为是“计算机高手”的工作。而利用DDK进行基于WDM(Win32 Driver Model)驱动程序开发,使驱动程序的开发变成了一项比较简单的工作。 2 Win32驱动程序模型 USB设备驱动程序必须符合由Microsoft为Windows 98及其后版本所定义的Win32驱动程序模型(Win32 Driver Model,WDM)规格。这些驱动程序称为WDM驱动程序,扩展名为.sys。 WDM定义了一个基本模型,处理所有类型的数据。例如,USB类驱动程序为所有USB 设备提供了一个抽象的模型,并具有由所有客户驱动程序使用的定义好的接口。有了对所有设备类型共同的核心驱动程序模型,使驱动程序开发人员更容易从一种类型的设备移动到另外一种类型的设备上去。而且它也意味着驱动程序模型的内核实现尽可能是固定的。 USB是使用标准Windows系统USB类驱动程序访问USBDI(Windows USB驱动程序接口)的USB设备驱动程序。USBD.sys就是Windows系统中的USB类驱动程序,它使用UHCD.sys来访问通用的主控制器接口设备,或者使用OpenHCI.sys访问开放式主控制器接口设备。USBHUB.sys是根集线器和外部集线器的USB驱动程序。在PCI枚举器发现了USB主控制器之后,它会自动装入相关的驱动程序。 3 Windows USB驱动程序接口 大多数客户化的USB设备需要由用户来编写设备驱动程序,以响应内核态或用户应用程序的请求。在内核级,命令由客户驱动程序使用内部IOCTL发送给USB系统,例如IOCTL-INTERNAL-USB-SUBMIT-URB允许发出USB请求块(URB)给系统USB驱动程序。URB允许发出几个功能调用给USB系统。用户态USB实用程序也可以发出几个普通IOCTL给USB设备,目的仅仅是得到连接设备的信息。 3.1函数驱动程序 函数驱动程序(function driver)让应用程序与USB设备,通过API函数来沟通。这些API函数属于Windows的Win32子系统,Win32子系统同时也管理着执行应用程序。函数驱动程序与较低级的总线驱动程序沟通,总线驱动程序控制着硬件。 图1是应用程序与各个驱动程序,如何一起完成USB通信的结构图。当设备或子类别的要求超过类别驱动程序的能力时,会有辅助的过滤器驱动程序来类别驱动程序的能力。一个上层的过滤驱动程序位于类别驱动程序的上方。这样,从客户应用程序传来的要求,会先经过上层的过滤驱动程序,然后才传给类别函数驱动程序。一个下层的过滤驱动程序位于类别驱动程序和总线驱动程序之间,如图1。类别驱动程序会将要求传给下层的过滤驱动程序,然后再传给总线驱动程序。 图1应用程序与驱动程序完成USB通信的结构 通用串行总线驱动程序(USBD.SYS)是USB系统中负责管理通用串行总线的工作,位于主机上的一个软件。USBD负责控制所有的USB协议操作和高层的中断处理控制。在Windows98及以上版本中,Microsoft定义了一个新的设备驱动程序模型,称之为Windows设备驱动程序模型(WindowsDriver Model或WDM)。 USB客户应用程序也是一种设备驱动程序,通过定义的一个称之为USB接口的层间接口来访问其下方的USB软件。应用程序正是通过这些USB客户软件来实现与USB设备之间的通信。 针对USB客户应用程序的开发,相应版本的Windows操作系统的设备驱动程序开发包(Device Driver Developer’s Kit,即DDK)给出了相应的USB接口函数。并提供了对于这些函数具体使用的参考文档。 3.2 USBDI的IOCTL 为了编写USB设备驱动程序,通常还要在源代码中包含DDK所提供的几个头文件。这些头文件在Windows98下存放在/98DDK/inc/win98目录中,在Windows 2000下存放在/NTDDK/inc/win2000目录中。这些头文件的用途可以总结如下: usb100.h 定义了在USB设备驱动程序设计中所要用到的各种常量和数据结构。 Usbdi.h USBDI例程,其中包括对USBD和USB设备驱动程序通用的数据结构,适用于内核和用户模式。 Usbdlib.h URB构造和各种例程,定义了USBD所输出的服务,适用于内核和用户模式。 Usbioctl.h 给出了对IOC

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树莓派的产品定位,以及探讨与ARM开发板的区别

1、树莓派是一款基于Linux系统的单板机电脑。它由英国的树莓派基金会所开发,目的是以低价硬件及自由软件刺激在学校的基本的计算机科学教育。树莓派被赋予的希望是,能够帮助全世界的孩子学习编程,并能够了解计算机是如何工作的; 2、树莓派只要加上USB键盘、鼠标、HDMI屏幕就立马变成一个小型电脑,用于学习编程(Linux系统),系统中预装多种编程软件和环境,方便使用;并且利用树莓派,可以搭建多种应用:路由器、智能小车、智能家居、服务器等,这些都有成熟的开源代码; 3、树莓派跟windows虚拟机跑linux操作系统有什么区别?   1)对于系统使用,本质上没啥区别,都是Linux操作系统罢了,主要有以下三点区别;   2)软件上,树莓派预装很多开发软件,方便使用者直接用,不用经过繁琐的软件安装;   3)硬件系统不同,树莓派拥有丰富的硬件外接接口,用来对接其它硬件做试验;比如树莓派(作为主机)与Aduino(AVR内核的卡片机,作为从机)配合工作;   4)基于树莓派设备基础的社区生态比较完善,有很多开发者在树莓派软硬件基础上设计很多有用的工具和项目; 4、Raspberry的几种操作系统:   1)NOOBS   2)Raspbian   3)Ubuntu Mate   4)Snappy Ubuntu Core; 注意:采用不同的操作系统,本身的软硬件资源是不同的,视乎应用而选定; 5、常见的Linux系统:   1)商业版:red hat 、CentOs、suse;   2)开源版:debian ubuntu ;   3)系统的选择取决于你拥有的硬件,和商业应用。 6、树莓派上常用的脚本语言:Shell(Linux系统管理,运行软件:Bash/Dash/Tsch/LXTerminal)、Python(跨平台管理:服务器、网站管理); 7、树莓派自2012年推出以来全球销量已达1250万块,世界第三大计算平台。

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GPU功耗管理方式介绍(Linux)

Management PCI-Express Runtime D3 (RTD3) Power Management是一种用于管理PCI-Express设备的低功耗模式的技术RTD3是一种睡眠状态,当PCI-Express设备处于空闲状态时,可以将其置于低功耗模式,以减少能源消耗和热量产生。英伟达™(NVIDIA®)图形处理器有许多省电机制。其中一些机制会降低芯片不同部分的时钟和电压,在某些情况下还会完全关闭芯片部分的时钟或电源,但不会影响功能或继续运行,只是速度较慢。然而,英伟达™(NVIDIA®)GPU 的最低能耗状态需要关闭整个芯片的电源,通常是通过调用 ACPI 来实现。这显然会影响功能。在关机状态下,GPU 无法运行任何功能。必须注意的是,只有在 GPU 上没有运行任何工作负载的情况下才能进入这种状态,而且在试图开始工作或进行任何内存映射 I/O (MMIO) 访问之前,必须先重新开启 GPU 并恢复任何必要的状态。

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