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Processor
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MCU强调把CPU、储存器和外围电路集成在一个芯片中。
主流的CPU核如下:
	1. ARM(Advanced RISC Machines)
	2. MIPS(Silicon Graphics公司)
	3. PowerPC(IBM, Motorola)

CPU的分类:
	. 按照应用领域:
		1. GPP(通用处理器)
			1) MCU(微控制器)
			2) MPU(微处理器)
		2. DSP(数字信号处理器)
			1) 定点DSP
			2) 浮点DSP
		3. ASP(专用处理器)及ASIC
			1) 网络处理器
			2) 音视频编解码器
			3) ...
	. 按体系结构:
		1. 冯.诺伊曼结构
			将程序指令存储器和数据存储器合并在一起,通过同一条总线访问程序指令和数据,指令和数据宽度相同;
		2. 哈佛结构
			程序指令和数据分开存储,采用了独立的程序总线和数据总线,指令和数据可以有不同的数据宽度。

	. 按照指令集:
		1. RISC(精简指令集计算机)
		2. CISC(复杂指令集计算机)


存储器:
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	. ROM:只读存储器
		1 .不可编程ROM
		2. 可编程ROM(PROM)
		3. EPROM(可擦除可编程ROM)
		4. EEPROM(电可擦除可编程ROM)
	. RAM:随机存取存储器
		1. SRAM:由6个晶体管组成
		2. DRAM:由1个晶体管和1个电容器组成。数据存放在电容器中,需要定期刷新。
			SDRAM
			DDR SDRAM: 同时利用时钟脉冲的上升沿和下降沿传输数据,数据传输频率加倍。
		3. 特定用途的RAM:
			NVRAM:		非易失性RAM
			DPRAM:		双端口RAM
			CAM:		内容寻址RAM
			FIFO:		先进现出队列
			...
	. Flash:闪存
		1. Nor Flash(与非):类似SRAM的访问接口,XIP(eXecute In Place)
		2. Nand Flash(或非):必须控制电路进行转换
			NAND Flash的接口:
				I/O总线:					传输地址、指令和数据
				nCE:						芯片使能
				nWE:						写使能
				nRE:						读使能
				CLE(Command Latch Enable):	命令锁存使能
				ALE(Address Latch Enable):	地址锁存使能
				nR/B(Ready/Busy):			就绪/忙
		3. 名词解释:
			CFI(Common Flash Interface):一个公开的、标准的从NOR Flash器件读取数据的接口
	. 光介质存储器
	. 磁介质存储器
	

接口和总线:
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串口:
	RS-232:
	RS-232C:为连接DTE(数据终端设备)和DCE(数据通信设备)而制定。1969年发布。
			标准接口有:
				1. 25条线(4条数据线、11条控制线、3条定时线、7条备用和未定义线)
				2. 9条线:
					RTS/CTS:请求发送/清除发送流控制
					RxD/TxD:数据收发
					DSR/DTR:数据终端就绪/数据设置就绪流控制
					DCD:数据载波检测,也称RLSD
					Ringing-RI:振铃指示
					SG:信号地
			组成RS-232C串口的硬件原理:
				CPU	<---->	UART	<---->	CMOS/TTL电平与RS-232C电平转换器	<----> DB9/DB25的连接器
	RS-422:单机发送、多机接收的单向、平衡传输规范。改进了RS-232通信距离短、速率低的缺点。
	RS-485:增加了多点、双向通信能力

IIC总线(内置集成电路总线)
	由两个信号组成:SDA(数据线)和SCL(时钟线)
	支持多主控模式(multi-mastering),主控能控制数据的传输和时钟频率,在任意时刻只能有一个主控
	IIC的信号格式:
		1个开始位:	SCL稳定在高电平时,SDA由高到低的变化就产生一个开始位
		传输1字节从设备地址位(前7位为设备地址,最后1位为读写标志)
		再传输1字节数据,每个字节传完后,在SCL的第9个上升沿到来之前,接收方应该发出1个ACK位。
		1个停止位；	SCL为高电平时,SDA由高到低的变化就产生一个停止位

USB(通用串行总线)
	USB提供4种传输方式:
		1. control(控制传输方式)
			双向传输,数据量通常较小。主要用于进行查询、配置和给USB设备发送通用的命令。
		2. Synchronization(同步传输方式)
			提供确定的带宽和间隔时间,用于时间严格并具有较强容错性的流数据传输。如:语音业务传输。
		3. Interrupt(中断传输方式)
			主要用于定时查询设备是否有中断数据要传送。如:键盘、鼠标等
		4. Bulk(批量传输方式)
			主要应用在没有带宽和间隔时间要求的大量数据的传送和接收。如:打印机和扫描仪等。

以太网接口:
	由MAC + PHY组成(以太网媒体接入控制器和物理接口收发器)
		MAC:实现数据链路层
		PHY:实现物理层功能
	MII(媒体独立接口):用于连接MAC和PHY。包括:1个数据接口和1个MAC和PHY之间的管理接口。
	以太网接口电路原理:
		CPU	<---->	MAC	<---->	PHY	<---->	隔离变压器	<---->	RJ45插座

ISA总线(工业标准结构总线):
	ISA的接口信号有3组:
		总线基本信号:如复位、时钟、电源、地等;
		总线访问信号:访问ISA总线设备的地址线、数据线以及相应的应答信号;
		总线控制信号:中断和DMA请求。

PCI(外围部件互连)和cPCI(Compact PCI)
	特点:
		. 数据总线为32位,可扩充到64位;
		. 总线时钟频率为33MHz或66MHz,最高传输率可达528MB/s;
	连接方式:
		各部分通过PCI总线和PCI-PCI桥连接在一起。
	PCI卡刚加点时,卡上只有配置空间是可被访问的。配置空间共为256字节。
	cPCI:是以PCI电气规范为标准的高性能工业用总线。


CPLD和FPGA
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CPLD(复杂可编程逻辑器件)
	. CPLD的基本逻辑单元是宏单元,宏单元由一些"与或"阵列加上触发器构成。
	. "与或"阵列完成逻辑功能,"触发器"完成时序逻辑
	. 组成部分:
		LAB(逻辑阵列模块,由多个宏单元组成)
		PIA(可编程互连阵列)
		I/O控制模块
FPGA(现场可编程门阵列)
	. 基于LUT(查找表)工艺。
	. 组成部分:
		IOC(输入/输出控制模块):每个IOC包含一个双向I/O缓冲器和一个既可做输入寄存器,也可做输出寄存器的触发器。
		EAB(嵌入式阵列块):一种输入输出端带有寄存器的非常灵活的RAM。
						  可以作为RAM,也可以事先被写入查表值构成如:乘法器、纠错逻辑等电路。
		LAB:一个LAB包括多个LE(逻辑单元),每个LE包括组合逻辑及一个可编程触发器。
		FAST TRACK(快速通道互连)
		
		


字符设备、块设备、网络设备的差异:
	1. 字符设备:以串行顺序依次进行访问,不经过系统的快速缓冲;
	2. 块设备:以块为单位进行操作,可以用任意顺序进行访问(如:硬盘,软驱,flash);
	3. 网络设备:不对应文件系统的节点,以socket方式访问(struct net_device, sk_buf);



platform_driver, usb_driver,pci_driver都是总线和接口类设备驱动。
用来给具体的char, net, block,tty设备驱动提供接口。
	主要包括:
		probe
		remove/disconnect
		shutdown
		resume


struct platform_device:常用于SoC中的外设控制器。


i2c设备驱动:
1. 主要数据结构(p355-356):

2. 工程师要实现的主要工作(p357)
	1) 


第16章 linux网络设备驱动
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linux系统对网络设备驱动定义了4个层次:
	1. 网络协议接口层;
		. 主要功能:
			给上层协议提供透明的数据包发送和接受接口;
			dev_queue_xmit()		--发送包函数
			netif_rx()				--接受包函数
	2. 网络设备接口层;
	3. 提供实际功能的设备驱动功能层;
	4. 网络设备与媒介层。

设计网络设备驱动要完成的主要工作:
	1. 编写设备驱动功能层的相关函数以填充net_device数据结构的内容;
		1) struct net_device中的相关函数:
			open			<-->		xxx_open()
			stop			<-->		xxx_stop()
			set_config		<-->		xxx_config()
			hard_start_xmit	<-->		xxx_tx()
			do_ioctl		<-->		xxx_ioctl()
			hard_header		<-->		xxx_hard_header()
			get_stats		<-->		xxx_get_stats()
			tx_timeout		<-->		xxx_tx_timeout()
			change_mtu		<-->		xxx_change_mtu()
			xxx_poll()
		2) 接收网络数据包引发的中断处理函数
			主要功能:读取硬件上接收到的数据包并传送给上层协议。
			xxx_interrupt():完成中断类型判断等基本功能。
			xxx_rx():完成数据包的生成和递交上层等复杂工作。
	2. 将struct net_device注册到内核。

网络设备的注册/注销:
int register_netdev(struct net_device *dev);
void unregister_netdev(struct net_device *dev);

net_device的分配赋值/释放:
struct net_device *alloc_netdev(int sizeof_priv, 
								const char *name, 
								void(*setup)(struct net_device *));
struct net_device *alloc_etherdev(int sizeof_priv);
void free_netdev(struct net_device *dev);


第18章 LCD设备驱动
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帧缓冲设备驱动的模块加载/卸载函数模板:

static int __devinit xxxfb_init(void)
{
	return platform_driver_register(&xxxfb_driver);
}

static void __exit xxxbf_cleanup(void)
{
	platform_driver_unregister(&xxxfb_driver);
}

module_init(xxxfb_init);
module_exit(xxxfb_cleanup);
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帧缓冲设备驱动平台类驱动的探测/移除函数模板:

/* 平台驱动结构体 */
static struct platform_driver xxxfb_driver = {
	.probe = xxxfb_probe,
	.remove = xxxfb_remove,
	.suspend = xxxfb_suspend,
	.resume = xxxfb_resume,
	.driver = {
		.name = "xxx-lcd",
		.owner = THIS_MODULE,
	},
};

static int __init xxxfb_probe(...)
{
	struct fb_info *info;

	/* 分配fb_info结构体 */
	info = framebuffer_alloc(...);

	info->screen_base = framebuffer_virtual_memory;
	info->var = xxxfb_var;
	info->fix = xxxfb_fix;

	/* 分配显示缓冲区 */
	alloc_dis_buffer(...);

	/* 初始化lcd控制器 */
	lcd_init(...);

	/* 检查可变参数 */
	xxxfb_check_var(&info->var, info);

	/* 注册fb_info */
	if(register_framebuffer(info) < 0)
		return -EINVAL;

	return 0;
}

static void __exit xxxfb_remove(...)
{
	struct fb_info *info = dev_get_drv_data(dev);
	
	if(info)
	{
		unregister_framebuffer(info);	/* 注销fb_info */
	}

	dealloc_dis_buffer(...);	/* 释放显示缓冲区 */
	framebuffer_release(info);	/* 注销fb_info */

	return 0;
}
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帧缓冲设备显示缓冲区的分配/释放:

static int __init xxxfb_map_video_memory(struct xxxfb_info *fbi)
{
	fbi->map_size = PAGE_ALIGN(fbi->fb->fix.smem_len + PAGE_SIZE);
	fbi->map_cpu = dma_alloc_writecombine(fbi->dev, fbi->map_size,
					&fbi->map_dma, GFP_KERNEL);	/* 分配内存 */
	
	fbi->map_size = fbi->fb->fix.smem_len;

	if(fbi->map_cpu)
	{
		memset(fbi->map_cpu, 0xf0, fbi->map_size);

		fbi->screen_dma = fbi->map_dma;		/* 物理地址 */
		fbi->fb->screen_base = fbi->map_cpu;	/* 虚拟地址 */
		fbi->fb->fix.smem_start = fbi->screen_dma;
	}

	return fbi->map_cpu ? 0 : -ENOMEM;
}

static inline void xxxfb_unmap_video_memory(struct s3c2410fb_info *fbi)
{
	dma_free_writecombine(fbi->dev, fbi->map_size, fbi->map_cpu,
						  fbi->map_dma);
}
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填充struct fb_ops中的主要函数指针:
fb_check_var()
fb_set_var()
fb_fillrect()		--	cfb_fillrect()
fb_copyarea()		--	cfb_copyarea()
fb_imageblit()		--	cfb_imageblit()
fb_setcolreg()		/* 实现伪颜色表和颜色表的填充 */

fb_setcolreg()函数模板:
static int xxxfb_setcolreg(unsigned regno, unsigned red, unsigned green,
					unsigned blue, unsigned transp, struct fb_info *info)
{
	struct xxxfb_info *fbi = info->par;		/*xxxfb_info指针存放在fb_info中*/
	unsigned int val;	

	switch(fbi->fb->fix.visual)
	{
		case FB_VISUAL_TRUECOLOR:
			if(regno < 16)
			{
				u32 *pal = fbi->fb->pseudo_palette;

				val = chan_to_field(red, &fbi->fb->var.red);
				val |= chan_to_field(green, &fbi->fb->var.green);
				val |= chan_to_field(blue, &fbi->fb->var.blue);

				pal[regno] = val;
			}
			break;
		
		case FB_VISUAL_PSEUDOCOLOR:
			if(regno < 256)
			{
				val = ((red >> 0) & 0xf800);
				val |= ((green >> 5) & 0x07e0);
				val |= ((blue >> 11) & 0x001f);

				writel(val, XXX_TFTPAL(regno));
				schedule_palette_update(fbi, regno, val);
			}
			break;

		...
	}

	return 0;
}


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用户空间访问帧缓冲设备显示缓冲区的范例:参考fb_ops_user.c文件

操作/dev/fbn的一般步骤:
	1. 打开/dev/fbn设备文件;
	2. 用ioctl()操作取得当前显示屏幕的参数,如:屏幕分辨率、每个
	   像素点的比特数和偏移。根据屏幕参数可计算屏幕缓冲区的大小;
	3. 将屏幕缓冲区映射到用户空间;
	4. 映射后可以直接读/写屏幕缓冲区,进行绘图和图片显示了。
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