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常将有日思无日，莫把无时当有时-
Linux设备驱动开发 学习笔记（1）——基础
基于宋宝华《Linux设备驱动开发详解-基于最新的Linux4.0内核》。
概述
驱动工程师必须按照相应的架构设计驱动。
操作系统 驱动特点 无 每一种设备驱动都会定义一个软件模块，包含.h文件和.c文件.
.h文件 - 定义该设备驱动的数据结构并声明外部函数。
.c文件 - 进行驱动的具体实现。有 需要将驱动融入内核。
设计面向操作系统内核的接口，该接口有操作系统规定。操作系统的作用： 多任务并发；提供内存管理机制（让每个进程都可以独立的访问4GB的内存空间）。
操作系统通过给驱动制造麻烦来达到给上层应用提供便利的目的。
Linux驱动针对的对象是存储器和外设，分为3个基础大类：
- 字符设备 - 串行顺序访问（open/close/read/write）；
- 块设备 - 任意顺序访问（open/close/read/write）；
- 网络设备 - 数据包，套接字接口；
Linux设备驱动需要的基础：硬件基础、c语言基础、Linux内核基础、多任务并发控制和同步基础。
有效的帮助文档：Linux内核源代码中包含的Documention目录。
Linux源代码阅读交叉索引：
硬件基础
NOR Flash的特点是 可芯片内执行（eXecute In Place, XIP），程序可以直接在NOR内运行。
NAND Flash以块方式进行访问，不支持芯片内执行。
DRAM以电荷形式进行存储，数据存储在电容器中，由于电容器会因漏电而出现电荷丢失，所以DRAM器件需要定期刷新。
与SDRAM相比，DDR SDRAM同时利用了时钟脉冲的上升沿和下降沿传输数据，因此，在时钟频率不变的情况下，数据传输频率加倍。
USB传输速度：
- 低速： 1.5M bit/s
- 全速：12M bit/s
- 高速：480M bit/s
- 超高速：5.0G bit/s
USB 2.0的bulk模式只支持1个数据流。
USB 3.0增加的Bulk Streams模式，可以支持多个数据流，每个数据流被分配一个Stream ID（SID），每个SID与一个主机缓冲区对应。
以太网MAC和PHY之间采用MII（媒体独立接口）连接。
以太网隔离变压器是处于以太网PHY与连接器之间的磁性组件，作用：信号传输，阻抗匹配，波形修复，信号杂波抑制，高电压隔离。
SD/SDIO的传输模式：
- SPI模式
- 1位模式
- 4位模式
CPLD由完全可编程的与或门阵列以及宏单元构成。“与或”阵列完成组合逻辑功能，触发器完成时序逻辑功能。
FPGA基于LUT（查找表）工艺。查找表本质上是一片RAM。
芯片手册阅读：
- Overview/Features — 必读
- MemoryMap — 必读
- IPs/外设 — 详细阅读
- Electrical Data（电气特性） — 必读
Linux内核及编程
Linux内核是一个演变而不是一个设计。一直朝着3个方向发展：
- 支持更多的CPU，硬件体系架构和外部设备
- 支持更广泛领域的应用
- 提供更好的性能
Linux 2.6以后，总线、设备、驱动三者之间因为一定的联系性而实现对设备的控制。
Linux 2.6以后，内核模块从.o变为.ko。
Linux内核源代码：
- arch: 各平台的板级支持在这里
- documentation：内核各部分的通用解释和注释
- drivers：设备驱动程序
- init：内核初始化代码。start_kernel()位于init/main.c文件中
- script：用于配置内核的脚本文件
- security：一个SELinux模块
- …
内核一般要做到drivers与arch的软件架构分离，驱动中不包含板级信息，让驱动跨平台。同时，内核的通用部分（如kernel，fs，ipc，net等）则与具体的硬件（arch和drivers）剥离。
Linux内核的组成：
- 内存管理
- 进程调度
- 进程间通信
- 虚拟文件系统
- 网络接口
绝大多数进程（以及进程中的多个进程）是由用户空间的应用创建的。
内核空间和用户空间的具体界限是可以调整的，在内核配置选项Kernel Features—>Memory split，可以设置界限为2GB或者3GB。
Linux内核的内存管理底层的Buddy算法，用于管理每个页的占用情况，内核空间的slab以及用户空间的C库的二次管理。
Kswapd（交换进程）是Linux中用于页面回收的内核线程，采用最近最少使用（LRU）算法进行内存回收。
在Linux中网络接口可分为网络协议和网络驱动程序。
ARM处理器的7种工作模式：
- 用户模式（usr）
- 快速中断模式（fiq）
- 外部中断模式（irq）
- 管理模式（svc）
- 数据访问中止模式（abt）
- 系统模式（sys）
- 未定义指令中止模式（und）
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.dwg文件如何转换成.ai文件
在AutoCAD中进行设计丝印，然后在AI中打开。
环境：
- AutoCAD2007
- CorelDRAW X6
- Adobe Illustrator CC 2015
步骤描述：
dwg （viewres，2000） -> 输出wmf -> ai
step 1：dwg （viewres，2000） -> 输出wmf
文件，输出，图源文件，选中地址，确定，鼠标会变成框的形式，选中你要转的图，回车或是空格。
使用Viewres命令重生成一下文件，让线条圆滑。
AutoCAD默认的精度是1000，范围值是1-20000。
精度太小线条不够圆滑，精度太高，生成的曲线导入CDR或AI后会不连续，一个封闭的曲线会被分割成几段，重新使它们成为可用的封闭的曲线会花很多时间。
经过试验，精度设置成2000，生成的曲线不仅封闭的，而且也足够圆滑。
step 2： wmf -> ai
step 3：打开ai文件
在Adobe Illustrator中就可以打开ai文件了。
注意：如果是字体，需要检查，可能需要精细调节和编辑。
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一个电阻消除放大器的电路震荡
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python删除Excel中不符合条件的行
Excel文件格式：xls或xlsx
检查的文件：a.xlsx
删除行后生成的新文件名：anew.xls
删除条件：第二列中值不是“OK”
删除行：不符合条件的所有行
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Linux内核源代码交叉索引
linux内核源代码 交叉索引（linux identifier search）
linux kernel官方
瑞萨的kernel
https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/horms/renesas-bsp.git/
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一个电容导致的看门狗不断复位
最近，做了一批板子，不像以前的板子一样，工作不正常。
花了将近5个工作日，终于把问题原因找到了：就是这个RC电路造成的。
如下图所示的电容滤波电路，在应用中很常见。
如果电容值选择不合适，会导致问题比较麻烦，特别是系统中还使用了看门狗电路。
问题描述
下图是使用的系统构成框图。
有三部分：MCU电路，看门狗，模块。
MCU的复位由硬件看门狗提供。
看门狗的喂狗由MCU来完成。
模块的电源由MCU的一个IO口控制，缺省不上电。电路中电阻R0用于给电容提供放电回路。另外，模块的供电电源电路是厂家推荐电路。
基本工作流程： MCU工作后，初始化IO口，然后根据需要设置IO口，打开MOS管，给模块供电。同时，喂狗。
使用中，发现部分板子能够正常工作，大部分板子不能正常工作，用示波器检查看门狗的输出，发现：周期性的输出复位信号，但是该周期又不是看门狗芯片手册中的周期信号，其周期比不喂狗的周期短很多。
原因分析
上电后，MCU工作。当打开MOS管给模块供电时，瞬时先对电容充电，充满到模块的正常工作的阈值后，模块可以工作。
但是，这个瞬时充电会导致3V3的供电电压有个波动。
由于看门狗的检测电压阈值是2.93V，当这个波动使得3V3跌落至2.93V以下时，看门狗就会输出复位信号，复位MCU。
然后，MCU有重复上面的过程，打开MOS管供电。。。
。。。
看门狗周期输出复位信号。
模块被周期上电。
。。。
解决办法
减小电容的值（4.7uF -> 0.1uF），从而减少波动，即减小电源电压跌落的幅度。
使得电源跌落幅度维持在看门狗检测的阈值（2.93V）以上，这样，看门狗就不会输出复位，从而保证MCU正常工作了。
深层原因
以前用同样大小的电容（4.7uF）从来没有发现问题，为什么这批板子就出问题呢？
回头再仔细考虑这个问题，发现并不简单，还有更深层的原因：采购。
这批板子采用的是新购买的电容，从淘宝上购买的，当时也没有要求精度。
测量后发现其值大概是5.9uF左右，与设计的4.7uF（原来是用的大厂的料）差距还是不小的。而原来采用的电容值还是比较靠谱的。
同时，也说明了一个问题：原来设计的4.7uF使系统工作在一个临界状态。
经验教训
以下两点需要注意：
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采购物料时，一定要从大厂采购，同时标明精度，如%1。
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设计系统时，一定要留有余量，不要让系统工作在一个临界状态。虽然这种临界状态不好获知。就像电影《疯狂的石头》中，那个来自国外的“高手”在中国购买的登山绳长度就没有考虑余量，所以被坑了。
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