面向嵌入式系統(tǒng)的輕量級框架mr-library簡介

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、可配置性和擴展性的特點，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行分發(fā),找到對應(yīng)的事件回調(diào)進行事件處理。

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)計時功能的機制，通過軟件定時器，可以在特定時間點或時間間隔觸發(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: 可獨立使用，無依賴的軟件包。

　　審核編輯：湯梓紅