[发明专利]Linux操作系统CPU数据收发包系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及CPU收发包技术，尤其涉及一种Linux操作系统CPU数据收发包系统及方法。 

背景技术

随着嵌入式产业的高速发展，市场上存在很多种嵌入式操作操作系统，如商业操作系统VxWorks、pSoS、WinCE等，以及开源操作系统Linux、uClinux等。商业操作系统如VxWorks虽然实时性能好，但需要付费，另外操作系统代码对用户不公开，而Linux是免费、开源的，可以应用在软实时的设备上，因此Linux在嵌入式设备的应用越来越广泛。以前很多嵌入式设备采用了商业嵌入式操作系统，因此从降低成本的角度出发，需要从这些遗留系统移植到Linux。 

VxWorks是一种硬实时的嵌入式操作系统，采用实内存模式，所有任务运行在同一个地址空间，GDB服务应用程序可以直接访问底层驱动维护的收发包队列。Linux采用虚拟内存管理，上层应用程序运行在用户模式，底层驱动和收发包运行在内核模式，应用程序通过拷贝或映射的方式访问收发包队列。uClinux是Linux的嵌入式版本，它没有采用虚拟内存机制，上层应用程序可以直接访问物理内存。 

遗留系统从嵌入式实时操作系统(RTOS)移植到Linux，由于两种操作系统的内存管理模式不同，目前已有的移植方案都是把收发包放在Linux内核实现，然后通过内存拷贝的方式上传到上层应用程序，这种方式存在数据的两次拷贝，因此有必要提出相应的解决办法来提高系统的实时性能。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是在于需要提供一种Linux操作系统CPU数据收发包系统及方法，以提高直接内存访问(DMA)硬件上的收发包效率。 

为了解决上述技术问题，本发明首先提供了一种Linux操作系统CPU数据收发包系统，该系统包括直接内存访问硬件、Linux系统内核、GNU调试模块及应用程序模块，其中： 

直接内存访问硬件，以接收并存储用于GNU调试的调试数据及用于应用程序的用户数据，以及将所述GNU调试的调试结果及应用程序的待发送用户数据发送出去； 

Linux系统内核，与所述直接内存访问硬件相连，所述直接内存访问硬件存储所述调试数据时触发中断，将所述调试数据发送给所述GNU调试模块；并将所述GNU调试模块发送的调试结果发送给所述直接内存访问硬件； 

GNU调试模块，与所述Linux系统内核相连，用于对所述调试数据进行GNU调试，将GNU调试的调试结果发送给所述Linux系统内核；及 

应用程序模块，与所述直接内存访问硬件相连，所述直接内存访问硬件存储有所述用户数据时，对所述用户数据进行应用程序处理；需要发送用户数据时将待发送用户数据发送给所述直接内存访问硬件。 

如上所述的系统中，所述直接内存访问硬件可以包括直接内存访问硬件接口、调试接收队列、调试发送队列、应用接收队列及应用发送队列，所述调试接收队列、所述调试发送队列、所述应用接收队列及所述应用发送队列中的每一个均分配有多个内存缓冲区，其中： 

直接内存访问硬件接口，用于接收所述调试数据及用户数据，并将所述调试结果及待发送用户数据发送出去； 

调试接收队列，与所述直接内存访问硬件接口相连，用于存储所述调试数据； 

调试发送队列，与所述直接内存访问硬件接口相连，用于存储所述调试结果； 

应用接收队列，与所述直接内存访问硬件接口相连，用于存储所述用户 数据；及 

应用发送队列，与所述直接内存访问硬件接口相连，用于存储所述待发送用户数据。 

进一步地，所述Linux系统内核可以进一步用于对所述调试接收队列及调试发送队列的初始化；所述应用程序模块可以进一步用于对所述应用接收队列及应用发送队列的初始化。 

如上所述的系统中，所述应用程序模块可以周期查询所述直接内存访问硬件，获得所述用户数据的存储地址，根据所述存储地址对所述用户数据进行所述应用程序处理。 

如上所述的系统中，所述Linux系统内核触发中断后，可以进一步对所述调试数据进行出错检查，然后发送给所述GNU调试模块。 

本发明还提供了一种Linux操作系统CPU数据收发包方法，接收并存储用于GNU调试的调试数据及用于应用程序的用户数据；存储所述调试数据后触发中断，对所述调试数据进行GNU调试，在所述GNU调试结束之后将调试结果发送出去；存储有所述用户数据时，对所述用户数据进行应用程序处理。