一個面向嵌入式系統(tǒng)的輕量級框架

mr-library簡介

mr-library?是一個面向嵌入式系統(tǒng)的輕量級框架，提供統(tǒng)一的底層驅(qū)動設(shè)備模型以及基礎(chǔ)服務(wù)功能，具有模塊化設(shè)計、可配置性和擴(kuò)展性的特點(diǎn)， 可幫助開發(fā)者快速構(gòu)建嵌入式應(yīng)用程序。

mr-library?框架支持互斥鎖、對象管理等基礎(chǔ)內(nèi)核功能。集成異步事件驅(qū)動框架（event）、多時基軟件定時器(soft-timer) 等服務(wù)。提供串口、SPI、I2C、ADC/DAC等常見外設(shè)的驅(qū)動設(shè)備模型，通過統(tǒng)一的驅(qū)動接口（open、close、ioctl、read、write）訪問底層硬件設(shè)備，解耦底層驅(qū)動和應(yīng)用。

應(yīng)用場景

MCU開發(fā)的低層驅(qū)動程序。

RTOS實時操作系統(tǒng)的外掛框架（作為驅(qū)動設(shè)備框架使用）。

各類IoT和智能硬件產(chǎn)品的快速開發(fā)。

驅(qū)動設(shè)備框架

開發(fā)者能以面向?qū)ο蟮姆绞皆L問外設(shè)，簡化驅(qū)動邏輯的開發(fā)流程?？蚣軐崿F(xiàn)了常用外設(shè)的通用驅(qū)動模板，開發(fā)者可以快速移植到不同的硬件平臺。

驅(qū)動設(shè)備框架支持普通設(shè)備的通用接口、總線設(shè)備自動總線控制、多種設(shè)備的中斷接管。

驅(qū)動設(shè)備接口

設(shè)備驅(qū)動框架提供統(tǒng)一的操作接口，設(shè)備的所有操作都需要通過以下接口實現(xiàn)：

SPI設(shè)備使用示例：

?

/*?定義SPI設(shè)備?*/
#define?SPI_DEVICE0_CS_PIN??????????????10
#define?SPI_DEVICE1_CS_PIN??????????????20
struct?mr_spi_device?spi_device0,?spi_device1;

/*?添加SPI設(shè)備?*/
mr_spi_device_add(&spi_device0,?"spi10",?SPI_DEVICE0_CS_PIN);
mr_spi_device_add(&spi_device1,?"spi11",?SPI_DEVICE1_CS_PIN);

/*?查找SPI設(shè)備?*/
mr_device_t?spi0_device?=?mr_device_find("spi10");
mr_device_t?spi1_device?=?mr_device_find("spi11");

/*?掛載總線?*/
mr_device_ioctl(spi0_device,?MR_CTRL_ATTACH,?"spi1");
mr_device_ioctl(spi1_device,?MR_CTRL_ATTACH,?"spi1");

/*?以可讀可寫的方式打開SPI設(shè)備?*/
mr_device_open(spi0_device,?MR_OPEN_RDWR);
mr_device_open(spi1_device,?MR_OPEN_RDWR);

/*?發(fā)送數(shù)據(jù)?*/
char?buffer0[]?=?"hello";
char?buffer1[]?=?"world";
mr_device_write(spi0_device,?0,?buffer0,?sizeof(buffer0)?-?1);
mr_device_write(spi1_device,?0,?buffer1,?sizeof(buffer1)?-?1);

/*?讀取數(shù)據(jù)?*/
mr_device_read(spi0_device,?0,?buffer0,?sizeof(buffer0)?-?1);
mr_device_read(spi1_device,?0,?buffer1,?sizeof(buffer1)?-?1);

/*?關(guān)閉設(shè)備?*/
mr_device_close(spi0_device);
mr_device_close(spi1_device);

?

服務(wù)框架

mr-library?框架集成了輕量級的服務(wù)框架，用于構(gòu)建嵌入式開發(fā)中的應(yīng)用服務(wù)，支持異步事件監(jiān)聽，多時基軟件定時器等。通過服務(wù)框架完成對應(yīng)用層不同應(yīng)用間的解耦，實現(xiàn)應(yīng)用程序的模塊化，可裁剪，業(yè)務(wù)邏輯清晰，開發(fā)快速，代碼高度復(fù)用。

事件服務(wù)

事件服務(wù)是一種異步事件處理機(jī)制,它通過事件分發(fā)和回調(diào)的方式,可以有效地提高系統(tǒng)的異步處理能力、解耦性和可擴(kuò)展性。

事件服務(wù)包含兩個部分:事件服務(wù)器和事件。

事件服務(wù)器用于接收和分發(fā)事件，其內(nèi)部維護(hù)一個事件隊列用于存儲待處理事件和一個事件列表用于存儲已創(chuàng)建事件。

事件需要創(chuàng)建到事件服務(wù)器并提供一個回調(diào)函數(shù)。

當(dāng)事件發(fā)生時,事件服務(wù)器會將事件插入到事件隊列中進(jìn)行緩存。事件服務(wù)器會周期性地從事件隊列中取出事件進(jìn)行分發(fā),找到對應(yīng)的事件回調(diào)進(jìn)行事件處理。

事件服務(wù)操作接口

事件服務(wù)使用示例：

?

/*?定義事件?*/
#define?EVENT1??????????????????????????1
#define?EVENT2??????????????????????????2
#define?EVENT3??????????????????????????3

/*?定義事件服務(wù)器?*/
struct?mr_event_server?event_server;

mr_err_t?event1_cb(mr_event_server_t?server,?void?*args)
{
????printf("event1_cb
");
????
????/*?通知事件服務(wù)器事件2發(fā)生?*/
????mr_event_notify(EVENT2,?server);
????return?MR_ERR_OK;
}

mr_err_t?event2_cb(mr_event_server_t?server,?void?*args)
{
????printf("event2_cb
");

????/*?通知事件服務(wù)器事件3發(fā)生?*/
????mr_event_notify(EVENT3,?server)
????return?MR_ERR_OK;
}

mr_err_t?event3_cb(mr_event_server_t?server,?void?*args)
{
????printf("event3_cb
");
????return?MR_ERR_OK;
}

int?main(void)
{
????/*?添加事件服務(wù)器到內(nèi)核容器?*/
????mr_event_server_add(&event_server,?"server",?4);
????
????/*?創(chuàng)建事件到服務(wù)器?*/
????mr_event_create(EVENT1,?event1_cb,?MR_NULL,?&event_server);
????mr_event_create(EVENT2,?event2_cb,?MR_NULL,?&event_server);
????mr_event_create(EVENT3,?event3_cb,?MR_NULL,?&event_server);
????
????/*?通知事件服務(wù)器事件1發(fā)生?*/
????mr_event_notify(EVENT1,?&event_server);
????
????while?(1)
????{
????????/*?事件服務(wù)器處理?*/
????????mr_event_server_handle(&event_server);
????}
}

?

現(xiàn)象：

?

event1_cb
event2_cb
event3_cb

?

軟件定時器服務(wù)

軟件定時器是一種在軟件層面實現(xiàn)計時功能的機(jī)制，通過軟件定時器，可以在特定時間點(diǎn)或時間間隔觸發(fā)特定的事件。軟件定時器常用于實現(xiàn)周期性任務(wù)、超時處理、定時器中斷等功能。

軟件定時器包含兩個主要組件:定時服務(wù)器和定時器。

定時服務(wù)器用于時間管理和定時器處理。

定時器用于處理特定的超時處理,它需要注冊到定時服務(wù)器并提供一個回調(diào)函數(shù)。

軟件定時器服務(wù)操作接口

軟件定時器服務(wù)使用示例：

?

/*?定義定時服務(wù)器和定時器?*/
struct?mr_soft_timer_server?server;
struct?mr_soft_timer?timer1,?timer2,?timer3;

mr_err_t?timer1_callback(mr_soft_timer?timer,?void?*args)
{
????printf("timer1_callback
");
????return?MR_ERR_OK;
}

mr_err_t?timer2_callback(mr_soft_timer?timer,?void?*args)
{
????printf("timer2_callback
");
????return?MR_ERR_OK;
}

mr_err_t?timer3_callback(mr_soft_timer?timer,?void?*args)
{
????printf("timer3_callback
");
????mr_soft_timer_stop(timer);
????return?MR_ERR_OK;
}

int?main(void)
{
????/*?添加定時服務(wù)器?*/
????mr_soft_timer_server_add(&server,?"soft-timer");

????/*?添加定時器并啟動?*/
????mr_soft_timer_add_then_start(&timer1,?5,?timer1_callback,?MR_NULL,?&server);
????mr_soft_timer_add_then_start(&timer2,?10,?timer2_callback,?MR_NULL,?&server);
????mr_soft_timer_add_then_start(&timer3,?15,?timer3_callback,?MR_NULL,?&server);

????while?(1)
????{
????????/*?更新定時服務(wù)器時鐘?*/
????????mr_soft_timer_server_update(&server,?1);
????????
????????/*?定時服務(wù)器處理（放在哪里，回調(diào)就將在哪里被調(diào)用）?*/
????????mr_soft_timer_server_handle(&server);
????}
}

?

代碼目錄

mr-library?的代碼目錄結(jié)構(gòu)如下表所示：

內(nèi)核層:?mr-library?的核心部分，實現(xiàn)對象管理，設(shè)備控制，服務(wù)接口等。

設(shè)備層: 提供統(tǒng)一的設(shè)備接口，將設(shè)備接入到內(nèi)核中。

驅(qū)動層: 為設(shè)備提供底層硬件驅(qū)動，當(dāng)硬件更換時僅需修改驅(qū)動層。

組件層: 通過框架提供的API實現(xiàn)不同的功能。包括但不限于虛擬文件系統(tǒng)、通用傳感器模塊、網(wǎng)絡(luò)框架等。

軟件包: 可獨(dú)立使用，無依賴的軟件包。

　　審核編輯：湯梓紅