[发明专利]一种根据芯片手册自动生成驱动代码的方法

说明书

技术领域

本发明涉及嵌入式软件技术领域，特别涉及集成电路芯片的设备驱动的开发效率方面。

背景技术

嵌入式系统已越来越广泛地应用于现今社会的各个领域，作为嵌入式系统的心脏，集成电路芯片（Integrated Circuit，IC）是系统的核心硬件单元。一个完整的嵌入式系统由软件和硬件组成，硬件主要包括IC和外围电路板，软件包括IC各硬件模块的驱动、操作系统、以及应用程序。IC设计公司在开发产品过程中，除了提供IC芯片，还需要提供软件开发工具包（Software Development Kit，SDK）。SDK主要包含驱动、操作系统和应用程序等模块。图1是典型的嵌入式系统组成，104为硬件部分，主要包括IC和电路板；103为设备驱动，作为底层软件，它直接操作硬件寄存器，让硬件能正常工作；102为操作系统，它提供了软件运行的统一环境，为应用程序和设备驱动提供基础接口；101为应用程序，它负责界面显示，将实际效果呈现给用户，并负责与用户的交互。

设备驱动是软硬件之间的桥梁，它通过操作硬件寄存器，使硬件正常工作，并提供硬件的功能级接口给上层操作系统。设备驱动一般分为两部分，如图2所示。201为操作系统接口层，负责与操作系统对接，202为芯片支持包（Chip Support Package，CSP），实现了模块的寄存器功能级的基本操作。操作系统接口层相对固定，只随操作系统内核框架而变化，CSP则与IC的硬件模块紧密相关，驱动开发的主要工作在CSP部分。CSP的开发过程，主要是对照IC的芯片手册（SPECIFICATION，简称SPEC），来编写头文件和C文件，操作模块的寄存器，实现基本功能。CSP代码主要包括两部分：模块寄存器定义的头文件，模块寄存器基本操作的接口文件（C文件）。头文件主要包含各寄存器地址的定义、寄存器各字段默认值的定义，C文件包含寄存器功能级的操作接口。

通常一颗IC包含若干个硬件模块，比如时钟模块、串口模块、SPI总线模块等。每个模块都有一份SPEC，其内容包括模块的功能规格、时序图、所有寄存器的定义及使用说明等，其中寄存器相关的内容是驱动CSP层开发的主要依据。每个寄存器通常包含若干个字段，每个字段对应不同的硬件逻辑，有不同的功能。SPEC中每个寄存器通常用一个表格来描述，表格列出了寄存器中各字段的偏移、名称、默认取值、功能说明等。

传统的驱动开发是一个比较耗时的过程，开发人员要对照SPEC中的寄存器表，编写寄存器的头文件和C文件，头文件中要包含每个寄存器的名称、地址、默认值等信息，C文件中则要包含每个寄存器及内部各个字段的读写接口。这些编码工作完全是根据SPEC的信息，机械地整理，没有任何技巧性。由于纯粹是手动编写代码，因此效率较低，当IC的模块较多时，通常会耗费大量的人力。而且很容易出现笔误，比如将寄存器的字段偏移写错，导致后续调试需要更多时间。当IC改版时，由于软件和硬件人员的信息不对称，容易出现驱动代码未适应新IC的情况，导致新IC无法快速投入量产。

发明内容

本发明提出了一种根据IC各模块的SPEC自动生成驱动CSP代码的算法，能有效解决传统开发方式的各类问题，更加高效且方便维护。首先用SPEC分析工具解析SPEC文件，提取有效信息，按照一定的格式保存到一个表格数据库文件（TABLE DATABASE，简称TDB文件）中，然后用代码生成工具解析TDB文件，根据文件内容生成CSP的头文件和C文件。另外，工具还可以提取出SPEC中相关的说明信息，保存到头文件和C文件代码的指定位置，作为代码的注释，从而节省了手动编写注释的时间。

本发明要求处理的目标系统满足以下条件：（1）SPEC文件为Word2003格式（.doc文件），不能为PDF或其他格式。（2）SPEC文件要遵循一定的格式规范，主要包括：寄存器名必须是大写字母、下划线、数字或中括号，不能是其他字符；寄存器的地址必须为十六进制数，以“0x”或“0X”开头，后续4个十六进制数（字母要大写）；所有表格中的单元格都不能为空，若单元格没有内容，则填写中划线“-”。（3）开发人员电脑要安装Microsoft Visual Studio 2013和Microsoft Office 2003工具，解析.doc文件依赖于这些工具提供的库。