本發(fā)明涉及嵌入式設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種動(dòng)態(tài)適配外圍設(shè)備的系統(tǒng)和一種動(dòng)態(tài)適配外圍設(shè)備的方法。

背景技術(shù)：

相較于其它可編程邏輯單元，soc(systemonchip，系統(tǒng)級(jí)芯片)類fpga(field－programmablegatearray，現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯門陣列)具有更高的集成度、更低的功耗、更小的電路尺寸等優(yōu)勢(shì)，因而被大多數(shù)開發(fā)人員所使用。同時(shí)，為了充分發(fā)揮fpga的靈活性，許多fpga的廠商已開始研發(fā)和銷售集成了硬核處理器的fpga器件，并為之提供系統(tǒng)方案，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的扣板產(chǎn)品，可動(dòng)態(tài)管理外設(shè)資源，更好的對(duì)核心硬件電路進(jìn)行復(fù)用。

通過替換邏輯器件的可執(zhí)行文件，即可使上述fpga器件支持不同的應(yīng)用場(chǎng)景，從而減少硬件和核心代碼的維護(hù)成本，但是，若采用當(dāng)前主流的linux操作系統(tǒng)下對(duì)外設(shè)進(jìn)行描述的方案，如設(shè)備樹情況下，由于隨著外設(shè)的變化，設(shè)備樹的描述文件也必須跟隨著進(jìn)行相應(yīng)替換，以便于與外設(shè)適配，導(dǎo)致上層的操作系統(tǒng)必須隨著設(shè)備樹文件的變化而重新編譯，致使操作系統(tǒng)難以復(fù)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種動(dòng)態(tài)適配外圍設(shè)備的系統(tǒng)和一種動(dòng)態(tài)適配外圍設(shè)備的方法，有效提高操作系統(tǒng)的利用率。

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是，包括：

初始化模塊，其用于初始化硬件設(shè)備，并加載設(shè)備樹和linux內(nèi)核到內(nèi)存；

資源配置模塊，其用于通過fpga模擬外設(shè)得到外設(shè)的資源配置；

擴(kuò)展模塊，其用于根據(jù)外設(shè)的資源配置信息，對(duì)加載到內(nèi)存中的設(shè)備樹節(jié)點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的添加、刪除或替換操作；

其中，所述設(shè)備樹用于根據(jù)外設(shè)的資源配置進(jìn)行外設(shè)邏輯的描述，所述linux內(nèi)核用于根據(jù)設(shè)備樹的描述進(jìn)行外設(shè)的驅(qū)動(dòng)。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述擴(kuò)展模塊中的執(zhí)行代碼由uboot代碼修改后生成，所述執(zhí)行代碼用于對(duì)設(shè)備樹節(jié)點(diǎn)進(jìn)行添加、刪除或替換操作。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述設(shè)備樹由uboot加載至內(nèi)存中，并由uboot將設(shè)備樹傳遞給已加載到內(nèi)存中的linux內(nèi)核。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述初始化模塊用于對(duì)硬件設(shè)備進(jìn)行初始化及上電操作，所述硬件設(shè)備包括內(nèi)存、調(diào)試串口、外部存儲(chǔ)器以及外設(shè)的硬核處理器。

本發(fā)明還提供一種動(dòng)態(tài)適配外圍設(shè)備的方法，包括：

s1：對(duì)硬件設(shè)備進(jìn)行上電并初始化；

s2：加載一fpga用以模擬外設(shè)，得到外設(shè)的資源配置，并標(biāo)記出fpga版本標(biāo)識(shí)，所述fpga版本標(biāo)識(shí)用于表示設(shè)備樹中需進(jìn)行修改的節(jié)點(diǎn)；

s3：加載設(shè)備樹和linux內(nèi)核至內(nèi)存中；

s4：根據(jù)標(biāo)記出的fpga版本標(biāo)識(shí)，對(duì)設(shè)備樹節(jié)點(diǎn)進(jìn)行添加、刪除或替換操作；

s5：完成linux系統(tǒng)的啟動(dòng)。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述硬件設(shè)備包括內(nèi)存、調(diào)試串口、外部存儲(chǔ)器以及外設(shè)的硬核處理器。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述設(shè)備樹用于根據(jù)外設(shè)的資源配置進(jìn)行外設(shè)邏輯的描述。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述s5具體為：linux內(nèi)核根據(jù)設(shè)備樹的描述驅(qū)動(dòng)外設(shè)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：當(dāng)接入不同的外設(shè)時(shí)，將設(shè)備樹以及l(fā)inux內(nèi)核加載到內(nèi)存中，進(jìn)行初始化，通過一fpga模擬當(dāng)前所接入的外設(shè)，得到外設(shè)的資源配置，然后對(duì)加載到內(nèi)存中的設(shè)備樹進(jìn)行相應(yīng)修改，以便于加載到內(nèi)存中的linux內(nèi)核對(duì)當(dāng)前所接外設(shè)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，而原始的設(shè)備樹未做修改，即設(shè)備樹原始的描述文件未做修改，因此linux操作系統(tǒng)無需隨著外設(shè)的改變而重新編譯，從而達(dá)到操作系統(tǒng)復(fù)用的目的。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種動(dòng)態(tài)適配外圍設(shè)備的方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

本發(fā)明提供一種動(dòng)態(tài)適配外圍設(shè)備的系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于linux操作系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)適配的外圍設(shè)備為采用fpga邏輯創(chuàng)建的外設(shè)，即soc類fpga中采用邏輯動(dòng)態(tài)創(chuàng)建的外設(shè)或其它共cpu(centralprocessingunit，中央處理器)子系統(tǒng)但使用環(huán)境有所差異的外設(shè)。優(yōu)選的，本發(fā)明的動(dòng)態(tài)適配外圍設(shè)備的系統(tǒng)在基于cyclonev系列設(shè)計(jì)出的扣板平臺(tái)上實(shí)施，使用linux操作系統(tǒng)，適用于扣板應(yīng)用于不同底板的場(chǎng)景。

本動(dòng)態(tài)適配外圍設(shè)備的系統(tǒng)包括初始化模塊、資源配置模塊和擴(kuò)展模塊，初始化模塊用于初始化硬件設(shè)備，并加載設(shè)備樹、linux內(nèi)核到內(nèi)存；資源配置模塊用于得到外設(shè)的資源配置，外設(shè)的資源配置可以通過多種方式的得到，本實(shí)施例中，通過一fpga來模擬外設(shè)，得到外設(shè)的資源配置，因外設(shè)為基于fpga設(shè)計(jì)，因此可以通過另一fpga進(jìn)行外設(shè)邏輯文件的模擬，從而得到外設(shè)的資源配置；擴(kuò)展模塊用于根據(jù)外設(shè)的資源配置信息，對(duì)加載到內(nèi)存中的設(shè)備樹節(jié)點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的添加、刪除或替換操作，從而達(dá)到動(dòng)態(tài)適配soc類fpga外設(shè)的目的。

設(shè)備樹用于根據(jù)外設(shè)的資源配置進(jìn)行外設(shè)邏輯的描述，linux內(nèi)核用于根據(jù)設(shè)備樹的描述進(jìn)行外設(shè)的驅(qū)動(dòng)，根據(jù)當(dāng)前接入的外設(shè)的資源配置，對(duì)系統(tǒng)中的設(shè)備樹進(jìn)行適應(yīng)性修改，從而linux內(nèi)核能夠根據(jù)修改后的設(shè)備樹驅(qū)動(dòng)外設(shè)，達(dá)到動(dòng)態(tài)設(shè)備不同外設(shè)的目的。設(shè)備樹由uboot加載至內(nèi)存中，并由uboot將設(shè)備樹傳遞給已加載到內(nèi)存中的linux內(nèi)核。

擴(kuò)展模塊中的執(zhí)行代碼由uboot代碼修改后生成，執(zhí)行代碼用于對(duì)設(shè)備樹節(jié)點(diǎn)進(jìn)行添加、刪除或替換操作，擴(kuò)展模塊依賴于uboot，但擴(kuò)展模塊為獨(dú)立的模塊，擴(kuò)展模塊能夠單獨(dú)進(jìn)行重遍以改變功能。初始化模塊通過uboot加載設(shè)備樹至內(nèi)存中，并將設(shè)備樹傳遞給linux內(nèi)核。uboot，全稱universalbootloader，用于系統(tǒng)引導(dǎo)，linux操作系統(tǒng)通常使用uboot進(jìn)行系統(tǒng)的引導(dǎo)。擴(kuò)展模塊用于執(zhí)行除系統(tǒng)啟動(dòng)外的其它功能。

初始化模塊還用于對(duì)硬件設(shè)備進(jìn)行初始化及上電操作，硬件設(shè)備包括內(nèi)存、調(diào)試串口、外部存儲(chǔ)器以及外設(shè)的硬核處理器。

當(dāng)接入不同的外設(shè)時(shí)，將設(shè)備樹以及l(fā)inux內(nèi)核加載到內(nèi)存中，進(jìn)行初始化，通過一fpga模擬當(dāng)前所接入的外設(shè)，得到外設(shè)的資源配置，然后對(duì)加載到內(nèi)存中的設(shè)備樹進(jìn)行相應(yīng)修改，以便于加載到內(nèi)存中的linux內(nèi)核對(duì)當(dāng)前所接外設(shè)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，而原始的設(shè)備樹未做修改，即設(shè)備樹原始的描述文件未做修改，因此linux操作系統(tǒng)無需隨著外設(shè)的改變而重新編譯，從而達(dá)到操作系統(tǒng)復(fù)用的目的。

參見圖1所示，本發(fā)明還提供一種基于上述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)適配外圍設(shè)備的方法，該方法包括以下步驟：

s1：對(duì)硬件設(shè)備上電并初始化，硬件設(shè)備包括內(nèi)存、調(diào)試串口、外部存儲(chǔ)器以及外設(shè)的硬核處理器等需要使用到的基礎(chǔ)設(shè)備。

s2：加載一fpga用以模擬外設(shè)，得到外設(shè)的資源配置，并標(biāo)記出fpga版本標(biāo)識(shí)，fpga版本標(biāo)識(shí)用于表示設(shè)備樹中需進(jìn)行修改的節(jié)點(diǎn)，因外設(shè)為fpga邏輯的外設(shè)，基于可編程的邏輯器件，因此可以用另一fpga對(duì)接入的外設(shè)進(jìn)行模擬，得到所接入外設(shè)內(nèi)邏輯代碼等資源配置，便于后續(xù)根據(jù)設(shè)備樹與外設(shè)資源配置之間的映射關(guān)系，對(duì)設(shè)備樹進(jìn)行適應(yīng)性修改，根據(jù)外設(shè)的資源配置進(jìn)行外設(shè)邏輯的描述。

s3：加載設(shè)備樹和linux內(nèi)核至內(nèi)存中。

s4：根據(jù)標(biāo)記出的fpga版本標(biāo)識(shí)，對(duì)設(shè)備樹節(jié)點(diǎn)進(jìn)行添加、刪除或替換操作。若當(dāng)前接入的外設(shè)與之前接入的外設(shè)相同，則fpga版本標(biāo)識(shí)為空，即無需對(duì)設(shè)備樹的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行修改操作。

s5：完成linux系統(tǒng)的啟動(dòng)，從而能夠?qū)ν庠O(shè)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)并操作。

通過一fpga模擬所接入的外設(shè)，得到外設(shè)的資源配置，從而對(duì)linux操作系統(tǒng)中加載到內(nèi)存中的設(shè)備樹進(jìn)行適應(yīng)性修改，使得加載到內(nèi)存中的linux內(nèi)核能夠驅(qū)動(dòng)外設(shè)，從而適配不同應(yīng)用場(chǎng)景下所接入的不同外設(shè)，原始的設(shè)備樹無需修改，即原始的設(shè)備樹描述文件無需休息，當(dāng)接入下一外設(shè)時(shí)，再次加載設(shè)備樹至內(nèi)存中并初始化，然后進(jìn)行相應(yīng)修改即可，即原始的設(shè)備樹始終是無需修改的，因而能夠僅通過替換與外設(shè)相匹配的fpga，來修改內(nèi)存中的設(shè)備樹，即可適配當(dāng)前接入的采用fpga邏輯創(chuàng)建的外設(shè)，提高了操作系統(tǒng)的復(fù)用率，降低fpga產(chǎn)品核心代碼的維護(hù)成本。

本發(fā)明不局限于上述實(shí)施方式，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。