系統(tǒng)芯片設(shè)計(jì)—驅(qū)動(dòng)程序（Driver）

驅(qū)動(dòng)程序（Driver）是一種可以使應(yīng)用軟件和硬件通信的特殊底層軟件，其功能是為上層軟件提供調(diào)用接口，控制硬件設(shè)備的工作。固定是指被硬件廠商固化在硬件內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)程序。

系統(tǒng)芯片軟硬件構(gòu)架自下而上可分為硬件設(shè)備,硬件驅(qū)動(dòng)和上層軟件，其中硬件驅(qū)動(dòng)又可分為硬件依賴層（Hardware Dependent Layer）和硬件抽象層（Hardware Abstraction Layer）,如圖5-98（a）所示。作為系統(tǒng)架構(gòu)的重要組成部分，硬件驅(qū)動(dòng)主要完成以下的功能：初始化和釋放設(shè)備；讀取上層軟件傳送給硬件設(shè)備的請(qǐng)求數(shù)據(jù)和回送硬件設(shè)備的響應(yīng)數(shù)據(jù)；檢測(cè)錯(cuò)誤和處理中斷。

由于硬件驅(qū)動(dòng)程序與硬件設(shè)備緊密相關(guān)，硬件驅(qū)動(dòng)程序通常由系統(tǒng)芯片廠商提供。硬件廠商根據(jù)硬件特性編寫硬件驅(qū)動(dòng)程序。硬件驅(qū)動(dòng)程序所需實(shí)現(xiàn)的接口和功能由硬件特性決定。從系統(tǒng)芯片軟件框架的角度看，硬件驅(qū)動(dòng)程序向下控制硬件設(shè)備運(yùn)行，向上提供標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)用接口方便上層軟件使用。對(duì)于上層軟件，硬件驅(qū)動(dòng)程序是一個(gè)個(gè)獨(dú)立的“黑盒子”，其功能是使特定硬件以標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用接口的方式對(duì)上層軟件提供服務(wù)，隱藏設(shè)備的工作過(guò)程中的細(xì)節(jié)操作。只要保證驅(qū)動(dòng)層調(diào)用接口相同，軟件設(shè)計(jì)者就可以讓應(yīng)用程序在不同的硬件上運(yùn)行，硬件設(shè)計(jì)者可以不斷升級(jí)硬件而不影響舊軟件在新設(shè)備上運(yùn)行。當(dāng)上層軟件需要使用某個(gè)硬件功能，上層軟件會(huì)先發(fā)送相應(yīng)指令到外設(shè)驅(qū)動(dòng)程序，外設(shè)驅(qū)動(dòng)程序接收指令后，將其翻譯成外設(shè)控制器能讀懂的電子信號(hào)命令。

在操作系統(tǒng)中，硬件依賴層通常由硬件廠商以固件的形式提供，而硬件抽象層被集成到操作系統(tǒng)中，由操作系統(tǒng)廠商以標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備驅(qū)動(dòng)的形式提供，如圖5-98（b）所示。目前，市場(chǎng)占有率領(lǐng)先的Windows和Linux操作系統(tǒng)內(nèi)核中均集成了硬件抽象層。然而，不同操作系統(tǒng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)上層接口不一致，且不同設(shè)備廠商的固件接口也存在差異，導(dǎo)致軟件開(kāi)發(fā)者無(wú)法隨意選擇設(shè)備廠商。未來(lái)，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備驅(qū)動(dòng)接口與固件接口將進(jìn)一步標(biāo)準(zhǔn)化，使得軟件開(kāi)發(fā)者可以在不同設(shè)備廠商的設(shè)備間無(wú)縫切換。

審核編輯 ：李倩