跨Windows Mobile和Android驱动框架的设计与实现

论文摘要

近年来,随着电子产业的飞速发展,新兴的智能手机正以迅猛的速度占领着传统手机的市场。智能手机最重要的部分在于其上运行的智能手机操作系统。目前市场上出现了种类繁多的智能手机操作系统,分别占据着不同的市场份额,这使得手机开发商往往面临着在同一规格的手机硬件平台上支持多种智能手机操作系统的需求。由于不同的智能手机操作系统有其特有的驱动程序框架和开发方式,对于同一规格的手机硬件平台,需要为其将要搭载的每一种智能手机操作系统开发一套与之对应的设备驱动程序。这样,随着智能手机操作系统数量的增多,开发智能手机设备驱动程序的工作量也在大幅度增加。为了解决这个问题,本文以Windows Mobile和Android这两款智能手机操作系统为例,通过深入分析其设备驱动程序框架和开发特点,并结合华为海思Hi3611和Marvell PXA 935这两款具体的智能手机硬件平台,设计和实现了“跨Windows Mobile和Android的驱动框架”(Cross Windows Mobile and Android Driver Framework,简称CWMADF)。该框架包含封闭的设备驱动程序运行时环境和跨Windows Mobile和Android的程序开发包两部分。封闭的设备驱动程序运行时环境屏蔽了这两个操作系统间设备驱动程序运行时环境的差异。跨Windows Mobile和Android的程序开发包向外提供了统一的接口。这样,对于某一种硬件设备,只需基于此框架开发一次设备驱动程序,就可以实现跨Windows Mobile和Android运行。为了更好地验证这一设计目标的正确性,本文基于此框架开发了重力传感器的驱动程序,该驱动程序能正常地实现跨Windows Mobile和Android运行。本文最后对跨Windows Mobile和Android的驱动框架进行了测试,验证了其功能的正确性,并结合课题实际实施的情况,提出了不足和值得改进的地方。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景研究
• 1.2 课题综述
• 1.3 论文结构
• 第二章 智能手机操作系统的设备驱动程序研究
• 2.1 Windows Mobile 操作系统设备驱动程序研究
• 2.1.1 Windows Mobile 设备驱动模型
• 2.1.2 Windows Mobile 中断处理机制
• 2.1.3 本机设备驱动程序
• 2.1.4 流接口驱动程序
• 2.1.5 NDIS 驱动程序和USB 驱动程序
• 2.2 Android 操作系统设备驱动程序研究
• 2.2.1 Android 设备模型
• 2.2.2 Android 支持的设备类型
• 2.2.3 Android 中断处理机制
• 2.2.4 Android 设备驱动程序的组成
• 2.2.5 Android 设备驱动程序的特性
• 2.3 本章小结
• 第三章 智能手机硬件平台与设备驱动程序
• 3.1 智能手机处理器
• 3.2 智能手机外围设备
• 3.3 智能手机处理器与外围设备的连接
• 3.4 智能手机设备驱动程序的主要工作
• 3.5 智能手机处理器对设备驱动程序的影响
• 3.6 智能手机外围设备对设备驱动程序的影响
• 3.7 智能手机发展对设备驱动程序的要求
• 3.8 本章小结
• 第四章 跨Windows Mobile 和Android 驱动框架的设计
• 4.1 跨Windows Mobile 和Android 驱动框架支撑技术分析
• 4.1.1 CWMADF 支持的设备驱动程序的范围
• 4.1.2 CWMADF 支持的设备驱动程序的功能定位
• 4.1.3 智能手机操作系统对设备驱动程序的影响
• 4.1.4 嵌入式处理器对设备驱动程序的影响
• 4.1.5 不同外围设备对设备驱动程序的影响
• 4.2 跨Windows Mobile 和Android 驱动框架的设计目标
• 4.2.1 跨Windows Mobile 和Android 的程序开发包
• 4.2.2 封闭的外围设备驱动程序运行时环境
• 4.2.3 结论
• 4.3 跨Windows Mobile 和Android 驱动框架的设计
• 4.3.1 设备驱动框架定义和意义
• 4.3.2 CWMADF 体系架构
• 4.3.3 设备驱动程序运行时环境设计
• 4.3.4 跨Windows Mobile 和Android 的程序开发包设计
• 4.4 本章小结
• 第五章 跨Windows Mobile 和Android 驱动框架的实现
• 5.1 封闭的运行时环境的实现
• 5.1.1 封闭的运行时环境的实现方式
• 5.1.2 中断处理模块的实现
• 5.1.3 DMA 处理模块的实现
• 5.1.4 外设引脚复用配置管理模块的实现
• 5.1.5 外设总线控制器管理模块的实现
• 5.1.6 统一的电源管理模块的实现
• 5.1.7 统一的缓冲管理模块的实现
• 5.2 跨Windows Mobile 和Android 的程序开发包的实现
• 5.2.1 线程相关操作接口
• 5.2.2 时间相关操作接口
• 5.2.3 文件相关操作接口
• 5.2.4 线程同步相关接口
• 5.2.5 中断服务接口
• 5.2.6 DMA 服务接口
• 5.2.7 外设引脚复用配置管理接口
• 5.2.8 外设总线控制器管理接口
• 5.2.9 统一电源管理接口
• 5.2.10 统一缓冲管理接口
• 5.3 本章小结
• 第六章 基于跨Windows Mobile 和Android 驱动框架的具体应用
• 6.1 重力传感器概述
• 6.2 LIS33DE 芯片介绍
• 6.3 LIS33DE 芯片驱动程序设计
• 6.4 LIS33DE 芯片驱动程序实现
• 6.4.1 在Windows Mobile 操作系统上的实现方式
• 6.4.2 在Android 操作系统上的实现方式
• 6.4.3 基于CWMADF 的实现
• 6.5 LIS33DE 芯片驱动程序的测试
• 6.6 本章小结
• 第七章 跨Windows Mobile 和Android 驱动框架的测试
• 7.1 测试目的和对象
• 7.2 测试环境
• 7.3 测试内容及结果
• 7.3.1 单元测试
• 7.3.2 集成测试
• 7.3.3 性能测试
• 7.4 本章小结
• 第八章 课题总结
• 致谢
• 参考文献