以下是小编精心整理的QNX操作系统及网络设备驱动模块，本文共6篇，供大家阅读参考。
篇1：QNX操作系统及网络设备驱动模块
摘要：介绍嵌入式操作系统QNX的微内核结构、基于io-net的网络子系统、网络设备驱动程序的组成；给出以以太网网设备驱动程序为例的详细说明，包括初始化、从网络设备接收数据，向网络设备发送数据和网络设备信息的统计。
关键词：QNX 网络 驱动程序
QNX是业界公认的X86平台上最好的嵌入式实时操作系统之一。它具有独一无二的微内核实时平台，建立在微内核和完全地址空间保护基础之上，实时、稳定、可靠，已经完成到PowerPC、MIPS、ARM等内核的移植，成为在国内广泛应用的嵌入式实时操作系统。本文简单介绍QNX内核和网络结构的特点，针对目前热门的网络应用环境，讨论QNX网络设备驱动程序的结构和编写。
1 QNX内核简介
QNX的微内核结构是它区别于其它操作系统的显著特点。目前嵌入式系统中，操作系统和应用程序之间的关系大概可以归纳为图1～图3所示的三种情况。
平板式内存结构，如图1所示，所有的程序都使用同一个地址空间，不加保护；应用程序可以自由访问所有空间，效率较高，但是任何应用程序指针错误都可能会导致内核崩溃。
大内核内存结构，如图2所示，操作系统内核和各种驱动程序、网络协议在同一个地址空间，应用程序在单独空间；内核模块同处于一个保护空间，运行效率高，(本网网收集整理)应用程序无法直接访问保护空间，系统稳定性大大提高。缺点是，由于内核模块（例如网络驱动)处于保护空间，因此调试困难，任何驱动程序的修改都要重新编译内核，无法做到驱动的动态加载和卸载。
QNX的微内核结构，如图3所示，内核独立自处于一个被保护的地址空间；驱动程序、网络协议和应用程序处地程序空间中。
微内核结构的优点：①驱动程序、网络协议、文件系统等操作系统模块和内核相互独立，任何模块的故障都不会导致内核的崩溃；②驱动程序、网络协议、文件系统和应用程序都处于程序空间，都调用相同的内核API，开发与调试和应用程序没有区别；③操作系统功能模块可以根据需要动态地加载或卸载，不需要编译内核。在高可靠性要求的情况下，可以编写监视模块，对可靠性要求高的模块进行监视，必要的时候重新启动或重新加载而无须重启系统。高可靠性的内核结构使QNX具备了高可靠性嵌入式操作系统的本质特征。
在具有高可靠性内核的基础上，QNX的创新设计使它同样具有很高的效率。QNX最为引人注目的地方是，它是UNIX的同胞异构体，保持了和UNIX的高度相似性，绝大多数UNIX或LINUX应用程序可以在QNX下直接编译生成。这意味着为数众多的稳定成熟的UNIX、LINUX应用可以直接移植到QNX这个更加稳定高效的.实时嵌入式平台上来。
2 QNX网络结构
QNZ网络子系统由三个部分组成：网络管理模块（io-net）、网络协议模块（npm-qnet.so、npm-tcpip.so）、网络设备驱动模块（devn-ne.so）。
模块之间的层次关系如图4所示。
图4中的每个模块各自具有不同的功能，但是它们具有一些相同的属性。如：网络设备驱动、TCP/IP协议栈分别对上层io-net模块和应用程序产生数据，两者都可以被看作数据源；同时它们也接受上层发来的数据，又可以同时被看作数据的消费者。过滤模块对向上的数据进行筛选，分协议进行处理；对向下的数据则进行相应的转换，如进行网络地址转换NAT。转换模块负责不同协议帧结构的转换，在以太网的工作环境下，它就负责对IP数据报进行以太网帧的封装和解包。
和QNX其它服务进程一样，QNX的网络子系统也在内核外部空间运行。应用程序面对的是一个统一的网络接口，硬件相关的内容被完全包装在网络子系统内。
QNX网络子系统的三个子模块按层次分开，io-net模块处于中心，是QNX网络的核心和重点，其它模块都挂接在它上面。数据和信息的流动都必须经由io-net调度与转发，所有其它模块所面对的就是一个单一主体。这样的中心交换结构，屏蔽了各个模块间相互协调的复杂细节，在很大程序上方便了模块的编写工作；同时，io-net还是QNX的网络管理中心。任何网络协议和网络设备驱动程序都必须向io-net注册，由它来加载，并接受io-net的配置和管理，用户对网络状态的查询和管理也是通过io-net来实现的。
篇2：QNX操作系统及网络设备驱动模块
QNX网络设备驱动模块处于网络硬件和io-net模块之间。驱动模块负责配置硬件使其正常工作，向io-net报告数据收发情况，接收和传递数据，接受io-net的调度和管理。QNX网络设备驱动程序依照以上功能，分为初始化、接收发送数据、网络设备信息统计几个功能块。要使网络设备工作正常，驱动程序就要对它进行一定的寄存器配置，同时，还要向QNX网络子系统注册自己，表明网络设备的存在和网络通信能力，才能为系统和应用程序所用。在初始化工作完成以后，网络设备就进入了工作状态，收发数据。设备信息的统计也是由设备驱动程序来完成的。
(1)初始化
初始化包括两个方面，一方面是初始化网络设备，使其正常工作；另一个方面，是向io-net正确注册驱动模块，表明自己的属性，方便上层正确操作。网络设备的初始化工作和硬件紧密相关，这里就不一一描述。
驱动模块向io-net加载自己的时候，系统遵循如下工作流程：
①io-net搜索全局的符合io_net_dll_entry。它定义了驱动的初始化函数，io-net会直接调用这个函数。
②初始化函数向io-net注册驱动和相应的函数。
③初始化函数告诉io-net和它的模块自己的通信能力。
经过以上流程以后，io-net中就建立起有关此驱动程序的数据和函数调用列表。驱动程序必须正确编写初始化函数，并将该函数正确链接至io_net_dll_entry。
（2)从网络设备接收数据
当有包到达网络设备的时候，网络设备就会用某种方式通知驱动程序（例如中断），此时，驱动程序就要采取某种策略来处理到来的帧或数据。通常驱动程序这时候需要做以下工作：
①通过DMA将包取回来；
②做相应的必要处理，如通知网络设备释放当前帧的缓存，配置寄存器让网络设备等待下一帧到来等；
③通过调用io-net的tx_up_start函数把包传递给上层模块。
当上层所有的模块都完成对这个包的处理以后，io-net调用我们驱动中的tx_done函数，它来做最后的处理工作。
tx_up_start（）函数是设备驱动中比较关键的函数，下面简要部分一下这个函数的入口参数。
npkt_t*(*tx_up_start)(int registrant_hdl，
nptk_t *npkt,
int off,
int framelen_sub,
uint16_t cell,
uint 16_t endpoint,
uint16_t iface，
void *done_hdl)
其中:int registrant_hdl--本驱动在io-net中的句柄，注册时由io-net生成；
nptk_t *npkt --需要处理的包的指针；
int off--底层协议包头长度，如以太网帧头部长度；
int framelen_sub--尾部填充的长度，对于以太网这个值为零；
uint16_t cell、uint16_t endpoint--endpoint和cell是io-net在注册的时候分配的用来区别不同的驱动；
uint16_t iface--接口号，可以让同一个驱动负现多个相同硬件；
void *done_hdl--该指针指向tx_done（）函数需要的额外数据。
（3）向网络设备发送数据
当上层模块需要硬件传送包的时候，会调用io-net管理器的rx_down()函数。
int(*rx_down)(npkt_t*npkt，
void *func_hdl）
rx_down函数入口参数中，npkt是指向需要传送的数据的结构指针，func_hdl是相应驱动模块在io-net中的句柄。其中npt结构包含许多成员，其中的重要成员如表1所列。
表1
cell、endpoint、iface需要处理该包的硬件标识buffers指向包的指针tot_iov包含数据包的所有I/O矢量Framelen所有数据的长度，以字节为单位驱动模块在接收到io-net的调用后，就要配置网络设备，让它完成数据的发送工作。网络设备发送数据所需要的信息都会在相应的数据结构中，如net_buf_t结构中保存了等待传送的数据包的链接列表，配置DMA所需的物理地址在net_iov_t中等。驱动模块要等待硬件完成这些包的传送，并调用io-net的tx)done（）函数通知上层模块驱动程序已经完成了数据的发送。
4 网络设备信息的统计
应用程序或者用户可以通过网络信息接口nicinfo工具来了解网络工作状态。信息的查询都是通过io-net来进行的。驱动程序必须维护相应的状态数据，方便io-net的查询。网络设备有一些共同的状态属性，如收到和发出的包的个数、发送错误的包的个数等，不同的网络设备还会具有不同的属性和状态，这些都可以在驱动程序中用数据结构详细列明。
需要维护的数据结构中，主要的是Nic_t，它包括四个子结构；
CustNicStats--网络信息入口；
EthernesStats_t--以太网状态；
GenStats_t--常用统计信息；
NetStats_t--网络信息（包含常用统计信息）。
以上是驱动程序需要维护的数据。当用户或应用程序要查询这些信息的时候，它们就通过Nicinfo工具对/dev/io-net/en0调用devctl()函数来取得网络信息。信息的取得是必须通过io-net来完成的，io-net对信息的查询则是通过调用io_net_register_funs_t结构中所指向的函数来取得信息的。例：
#include
int generic_eth_devctl(void *hdl,int dcmd,void ＊data,size_t size,int ＊ret）
{
Nic_t ＊nic=(Nic_t ＊)hdl；
int status;
status=EOK;
switch(dcmd){
case DCMD_IO_NET_NICINFO;
memcpy(data,nic,min(size,sizeof(Nic_t)));
break;
default:
status=ENOTSUP;
break;
}
return(status）；
}
结语
网络设备的驱动是网络系统的最低层和最基础的模块，是如今嵌入式开发中首先要解决的问题之一。由于QNX具有微内核的特点，其网络设备驱动程序的开发不需要内核调试，更适合初学者掌握。本文对QNX操作系统及网络设备驱动程序的介绍，可以帮助读者对相关内容作初步了解。
篇3：QNX操作系统及网络设备驱动模块
QNX操作系统及网络设备驱动模块
摘要：介绍嵌入式操作系统QNX的微内核结构、基于io-net的网络子系统、网络设备驱动程序的组成；给出以以太网网设备驱动程序为例的详细说明，包括初始化、从网络设备接收数据，向网络设备发送数据和网络设备信息的统计。关键词：QNX 网络 驱动程序
QNX是业界公认的X86平台上最好的嵌入式实时操作系统之一。它具有独一无二的微内核实时平台，建立在微内核和完全地址空间保护基础之上，实时、稳定、可靠，已经完成到PowerPC、MIPS、ARM等内核的移植，成为在国内广泛应用的嵌入式实时操作系统。本文简单介绍QNX内核和网络结构的特点，针对目前热门的网络应用环境，讨论QNX网络设备驱动程序的结构和编写。
1 QNX内核简介
QNX的微内核结构是它区别于其它操作系统的显著特点。目前嵌入式系统中，操作系统和应用程序之间的关系大概可以归纳为图1～图3所示的三种情况。
平板式内存结构，如图1所示，所有的程序都使用同一个地址空间，不加保护；应用程序可以自由访问所有空间，效率较高，但是任何应用程序指针错误都可能会导致内核崩溃。
大内核内存结构，如图2所示，操作系统内核和各种驱动程序、网络协议在同一个地址空间，应用程序在单独空间；内核模块同处于一个保护空间，运行效率高，应用程序无法直接访问保护空间，系统稳定性大大提高。缺点是，由于内核模块（例如网络驱动)处于保护空间，因此调试困难，任何驱动程序的修改都要重新编译内核，无法做到驱动的动态加载和卸载。
QNX的微内核结构，如图3所示，内核独立自处于一个被保护的地址空间；驱动程序、网络协议和应用程序处地程序空间中。
微内核结构的优点：①驱动程序、网络协议、文件系统等操作系统模块和内核相互独立，任何模块的故障都不会导致内核的崩溃；②驱动程序、网络协议、文件系统和应用程序都处于程序空间，都调用相同的内核API，开发与调试和应用程序没有区别；③操作系统功能模块可以根据需要动态地加载或卸载，不需要编译内核。在高可靠性要求的情况下，可以编写监视模块，对可靠性要求高的模块进行监视，必要的`时候重新启动或重新加载而无须重启系统。高可靠性的内核结构使QNX具备了高可靠性嵌入式操作系统的本质特征。
在具有高可靠性内核的基础上，QNX的创新设计使它同样具有很高的效率。QNX最为引人注目的地方是，它是UNIX的同胞异构体，保持了和UNIX的高度相似性，绝大多数UNIX或LINUX应用程序可以在QNX下直接编译生成。这意味着为数众多的稳定成熟的UNIX、LINUX应用可以直接移植到QNX这个更加稳定高效的实时嵌入式平台上来。
2 QNX网络结构
QNZ网络子系统由三个部分组成：网络
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篇4：Vxworks嵌入式操作系统下网络设备驱动程序设计
作者Email: cai_yang@etang.com
摘 要：本文主要介绍在Vxworks操作系统下网络设备驱动程序设计、调试方法以及将其加入系统内核的配置方法。
篇5：Vxworks嵌入式操作系统下网络设备驱动程序设计
引 言
VxWorks操作系统是美国WindRiver公司于1983年设计开发的一种嵌入式实时操作系统（RTOS），是嵌入式开发环境的关键组成部分。良好的持续发展能力、高性能的内核以及友好的用户开发环境，在嵌入式实时操作系统领域占据一席之地。它以其良好的可靠性和卓越的实时性被广泛地应用在通信、军事、航空、航天等高精尖技术及实时性要求极高的领域中，如卫星通讯、军事演习、弹道制导、飞机导航等。
1 嵌入式系统
嵌入式系统是以嵌入式计算机为技术核心，面向用户、面向产品、面向应用，软硬件可裁减的，适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性严格要求的专用计算机系统。和通用计算机不同，嵌入式系统是针对具体应用的专用系统，目的就是要把一切变得更简单、更方便、更普遍、更适用；它的硬件和软件都必须高效率地设计，量体裁衣、去除冗余，力争在同样的硅片面积上实现更高的性能。
嵌入式系统主要由嵌入式处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及特定的应用程序等四部分组成，是集软硬件于一体的可独立工作的“器件”；用于实现对其它设备的控制、监视或管理等功能。
嵌入式系统应具有的特点是：要求高可靠性；在恶劣的环境或突然断电的情况下，要求系统仍然能够正常工作；许多嵌入式应用要求实时处理能力，这就要求嵌入式操作系统(EOS)具有实时处理能力；嵌入式系统中的软件代码要求高质量、高可靠性，一般都固化在只读存储器中或闪存中，也就是说软件要求固态化存储，而不是存储在磁盘等载体中。
2 设备驱动程序
Vxworks5.4中驱动程序主要分为三种：字符、块以及网络驱动程序。本文所介绍的网卡驱动程序则属于网络设备驱动程序。
2.1 网络设备驱动程序设计
网络的各功能部件图1所示，网络设备驱动程序实际上是处理硬件和上层协议之间的接口程序。网络传输协议层分发数据在应用程序接口和网络接口之间。网络化网络协议（如IP协议）发送数据在网络主机之间。连接/接口层使能主机隶属于硬件到相同物理媒质的通信。
在Vxworks5.4中，网卡驱动程序又分为END（Enhanced Network Driver）和BSD两种。它们分别处于如图2所示结构中。
2.1.1 BSD驱动程序设计
在Vxworks5.4中，网络驱动程序都是基于BSD UNIX版本4.3基础上的，这些驱动程序都定义在一个全局例程中，那就是attach子程序，xxattach( )子程序中包含5个函数指针，它们都被映射到ifnet结构中，这5个函数可见表1，它们在IP协议层任何地方被调用。
表1 网络接口处理
驱动程序指定函数
函数指针
功能
xxInit
if_init
初始化接口
xxOutput()
if_output
对要传输的输出分组进行排队
xxIoctl()
if_ioctl
处理I/O控制命令
xxReset()
if_reset
复位接口设备
xxWatchdog()
if_watchdog(optional)
周期性接口例程
驱动程序入口xxattach( )调用ether_attach( )来把上述5个函数映射到ifnet结构中，ether_attach( )调用如下：
ether_attach(
(IFNET *) & pDrvCtrl->idr,
unit,
“xx”,
(FUNCPTR) NULL,
(FUNCPTR) xxIoctl,
(FUNCPTR) ether_output( ), /* generic ether_output */
(FUNCPTR) xxReset
);
pDrvCtrl->idr.ac_if.if_start = (FUNCPTR)xxTxStartup;
上述参数中，需要一个接口数据记录（Interface Data Record (idr)），unit号和设备名，下面四个参数就是相关驱动程序的函数指针。第一个函数指针指的是init( )例程，这个例程可要可不要，第二个函数指针指的是ioctl( )接口，它允许上层来控制设备状态；第三个函数指针指的是把数据包送到物理层；最后一个函数指针指的是如果TCP/IP堆栈决定需要复位的话，它就复位这个设备。
接着下面那一句代码表示添加数据传输例程到IDR，ether_output( )例程被调用后，传输开始例程就被TCP/IP协议堆栈调用。
在这个入口驱动程序中还包括设备的初始化、发送和接收描述符的初始化等。
2.1.2 END驱动程序设计
END驱动程序是基于MUX模式，网络驱动程序被划分为协议组件和硬件组件。MUX数据链路层和网络层之间的接口，它管理网络协议接口和低层硬件接口之间的交互；将硬件从网络协议的'细节中隔离出来；删除使用输入钩例程来过滤接收从协议来的数据包，和删除了使用输出钩例程来过滤协议包的发送；并且链路层上的驱动程序需要访问网络层（IP或其他协议）时，也会调用相关的MUX例程。值得注意的是，网络层协议和数据链路层驱动程序不能直接通讯，它们必须通过MUX。如图3所示：
2.3将驱动程序加载到Vxworks系统中
要对所设计的驱动程序进行测试，首先就必须把驱动程序加载到Vxworks IMAGE中，并且给设备分配一个IP，这样才能有利于网间测试。
首先，修改configNet.h文件，添加如下代码：
#ifdef INCLUDE_DM_9102_END
#define DM_9102_BUFF_LOAN_0 1
#define DM_9102_LOAD_FUNC sysDm9102EndLoad
#define DM_9102_LOAD_STR_0 “”
IMPORT END_OBJ * DM_9102_LOAD_FUNC (char *, void *);
和END_TBL_ENTRY endDevTbl [] 中添加
#ifdef INCLUDE_DM_9102_END
{0, DM_9102_LOAD_FUNC, DM_9102_LOAD_STR_0, TRUE, NULL, FALSE},
#endif /* INCLUDE_DM_9102_END */
其次，编辑config.h文件，添加如下代码：
#define INCLUDE_DM_9102_END /* Davicom 9102 Fast Ethernet Controller */
最后，编辑sysLib.c文件，添加如下代码：
/* include dm9102 End driver support routines */
#ifdef INCLUDE_DM_9102_END
IMPORT STATUS sysDm9102PciInit (void);
#endif /* INCLUDE_DM_9102_END */
/* include dm9102End driver support routines */
#ifdef INCLUDE_DM_9102_END
#include “sysDm9102End.c”
#endif /* INCLUDE_DM_9102_END */
#ifdef INCLUDE_DM_9102_END
sysDm9102PciInit ();
#endif /* INCLUDE_DM_9102_END */
通过上述过程相应的添加程序，然后重新编译Vxworks，这样就将所设计的网卡驱动程序添加到Vxworks内核中了。
2.4 PCI设备检测
如果所设计的网卡是基于PCI总线的，那么在程序开始就需要对PCI设备进行检测，在Vxworks5.4中有专门的PCI函数来检测设备的总线号、设备号和功能号。首先利用pciFindDevice( )函数对给定VendorID和DeviceID的设备进行检测，检测完后同时给出了设备的总线号、设备号和功能号；接下来就是获得该设备的中断号、基地址（包括IO和内存）。Vxworks中pciConfigLib.h文件中定义PCI总线的常量。如中断号：PCI_CFG_BRG_INT_LINE，IO基地址：PCI_CFG_BASE_ADDRESS_0，内存基地址：PCI_CFG_BASE_ADDRESS_1等等。所以利用函数pciConfigInByte和pciConfigInLong就可以很容易地获得设备的中断号和基地址。
2.5 调试方法
为了方便调试网卡驱动程序，推荐利用串口对程序进行下载并将Vxworks image拷贝到软盘中以从软盘来加载它。调试的时候首先应该给网卡分配一个IP（利用usrNetIfConfig函数），然后利用ping来对网卡进行测试。
3 结语
利用上述方法所设计的网卡后，不久可以利用它来进行程序下载，而且能满足网卡所有的功能，包括对TCP/IP和UDP/IP（组播、广播和单播）进行了测试。
篇6：Vxworks嵌入式操作系统下网络设备驱动程序设计
Vxworks嵌入式操作系统下网络设备驱动程序设计
作者Email: cai_yang@etang.com
摘 要：本文主要介绍在Vxworks操作系统下网络设备驱动程序设计、调试方法以及将其加入系统内核的配置方法。
关键词：Vxworks 嵌入式操作系统 网络设备
引 言
VxWorks操作系统是美国WindRiver公司于1983年设计开发的一种嵌入式实时操作系统（RTOS），是嵌入式开发环境的关键组成部分。良好的持续发展能力、高性能的内核以及友好的用户开发环境，在嵌入式实时操作系统领域占据一席之地。它以其良好的可靠性和卓越的实时性被广泛地应用在通信、军事、航空、航天等高精尖技术及实时性要求极高的领域中，如卫星通讯、军事演习、弹道制导、飞机导航等。
1 嵌入式系统
嵌入式系统是以嵌入式计算机为技术核心，面向用户、面向产品、面向应用，软硬件可裁减的，适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性严格要求的专用计算机系统。和通用计算机不同，嵌入式系统是针对具体应用的专用系统，目的就是要把一切变得更简单、更方便、更普遍、更适用；它的.硬件和软件都必须高效率地设计，量体裁衣、去除冗余，力争在同样的硅片面积上实现更高的性能。
嵌入式系统主要由嵌入式处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及特定的应用程序等四部分组成，是集软硬件于一体的可独立工作的“器件”；用于实现对其它设备的控制、监视或管理等功能。
嵌入式系统应具有的特点是：要求高可靠性；在恶劣的环境或突然断电的情况下，要求系统仍然能够正常工作；许多嵌入式应用要求实时处理能力，这就要求嵌入式操作系统(EOS)具有实时处理能力；嵌入式系统中的软件代码要求高质量、高可靠性，一般都固化在只读存储器中或闪存中，也就是说软件要求固态化存储，而不是存储在磁盘等载体中。
2 设备驱动程序
Vxworks5.4中驱动程序主要分为三种：字符、块以及网络驱动程序。本文所介绍的网卡驱动程序则属于网络设备驱动程序。
2.1 网络设备驱动程序设计
网络的各功能部件图1所示，网络设备驱动程序实际上是处理硬件和上层协议之间的接口程序。网络传输协议层分发数据在应用程序接口和网络接口之间。网络化网络协议（如IP协议）发送数据在网络主机之间。连接/接口层使能主机隶属于硬件到相同物理媒质的通信。
在Vxworks5.4中，网卡驱动程序又分为END（Enhanced Network Driver）和BSD两种。它们分别处于如图2所示结构中。
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