CN113259395B - 一种嵌入式环境下数据通讯装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种嵌入式环境下数据通讯装置及方法，涉及通信领域，装置包括SDIO控制器和从设备，SDIO控制器通过时钟线、命令线、至少4根数据线和至少2根GPIO中断线与从设备相连。本发明采用嵌入式Linux设备硬件环境，设计通过同一个装置同时兼容接收SDIO数据和ETH数据的方法，达到了节省网口、减小嵌入式环境下设备硬件尺寸的效果。

Description

一种嵌入式环境下数据通讯装置及方法
技术领域
本发明涉及通信领域，具体涉及一种嵌入式环境下数据通讯装置及方法。
背景技术
嵌入式系统在工业互联网、智能制造、泛在物联网等领域都有极为广泛的应用。嵌入式系统由于其成本，尺寸等各方面限制，对硬件资源是非常敏感的，例如硬件的串口设备、网口设备的个数都是很有限的。同时，在通用的Linux系统中，SDIO设备驱动是一类字符设备驱动，ETH是网络设备，它们在Linux内核中有归属于各自的驱动程序及数据传输协议，两类数据传输路径完全不同。
而嵌入式系统中硬件资源紧张，特别是网口紧张是急待改善的现状，在通用的Linux系统中，各类设备驱动依赖不同的硬件资源。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种嵌入式环境下数据通讯装置及方法解决了SDIO指令和ETH数据两类数据接收不兼容的问题。
为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
提供一种嵌入式环境下数据通讯装置，其包括SDIO控制器和从设备，SDIO控制器通过时钟线、命令线、至少4根数据线和至少2根GPIO中断线与从设备相连；其中：
SDIO控制器，用于解析待接收的数据包，并根据待接收数据包的第二个字节获取待接收数据包的类型；用于将SDIO类型的待接收数据包通过SDIO数据接收流程发送至用户态SDIO应用程序；用于将ETH类型的待接收数据包报文头中设备类型和数据类型两个字节去掉，并用于将剩余数据通过ETH驱动层和ETH协议层发送至用户态ETH 应用程序；用于将待发送的字符数据按照同时兼容SDIO指令和ETH数据的数据帧格式进行帧包重构，用于将重构的帧包发送至从设备；
一根GPIO中断线用于在从设备上电完成时通知SDIO控制器建立SDIO连接；
另一根GPIO中断线用于通知SDIO控制器读取从设备上的可读数据。
提供一种嵌入式环境下数据通讯方法，其包括以下步骤：
S1、判断SDIO控制器是否收到GPIO引脚发来的中断信号，若是则进入步骤S2；否则进入步骤S4；
S2、通过SDIO控制器的SDIO驱动层解析待接收的数据包，并根据待接收数据包的第二个字节获取待接收数据包的类型；其中数据类型包括SDIO类型和ETH类型；
S3、将SDIO类型的待接收数据包通过SDIO数据接收流程发送至用户态SDIO应用程序，完成数据接收；将ETH类型的待接收数据包报文头中设备类型和数据类型两个字节去掉，并将剩余数据通过ETH驱动层和ETH协议层发送至用户态ETH 应用程序，完成数据接收；
S4、判断是否存在待发送的字符数据，若是则进入步骤S5；否则结束当前轮次的数据通讯；
S5、构建同时兼容SDIO指令和ETH数据的数据帧格式；其中数据帧格式的第一个字节为设备类型，第二个字节为数据类型，剩余字节为有效数据；
S6、基于待发送的字符数据，根据构建的数据帧格式重构帧包；
S7、通过SDIO控制器的SDIO驱动层将重构的帧包发送至从设备，完成数据发送。
进一步地，步骤S3中设备类型包括父设备类型和子设备类型，其中父设备类型采用高4bit表示，子设备类型采用低4bit表示。
进一步地，步骤S5中有效数据采用传输块，每个传输块的大小相同且为固定字节，每个传输块记录一个数据帧，若数据帧的数量小于传输块的大小，则将传输块中多余字节补零。
进一步地，SDIO类型采用字符0x01表示，ETH类型采用字符0x00表示。
本发明的有益效果为：本发明采用嵌入式Linux设备硬件环境，设计通过同一个装置同时兼容接收SDIO数据和ETH数据的方法，达到了节省网口、减小嵌入式环境下设备硬件尺寸的效果。
附图说明
图1为本装置的结构框图；
图2为本方法的流程示意图；
图3为数据帧格式示意图。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
如图1所示，该嵌入式环境下数据通讯装置包括SDIO控制器和从设备，SDIO控制器通过时钟线、命令线、至少4根数据线和至少2根GPIO中断线与从设备相连；图1中HOST为SDIO控制器，SLAVE为与SDIO控制器相连的从设备，CLK为SDIO接口所需的时钟线，CMD为SDIO接口所需的命令线，DATA0-3为SDIO接口所需的4根数据线；一根GPIO中断线用于在从设备上电完成时通知SDIO控制器建立SDIO连接；另一根GPIO中断线用于通知SDIO控制器读取从设备上的可读数据。
SDIO控制器，用于解析待接收的数据包，并根据待接收数据包的第二个字节获取待接收数据包的类型；用于将SDIO类型的待接收数据包通过SDIO数据接收流程发送至用户态SDIO应用程序；用于将ETH类型的待接收数据包报文头中设备类型和数据类型两个字节去掉，并用于将剩余数据通过ETH驱动层和ETH协议层发送至用户态ETH 应用程序；用于将待发送的字符数据按照同时兼容SDIO指令和ETH数据的数据帧格式进行帧包重构，用于将重构的帧包发送至从设备。
如图2所示，该嵌入式环境下数据通讯方法包括以下步骤：
S1、判断SDIO控制器是否收到GPIO引脚发来的中断信号，若是则进入步骤S2；否则进入步骤S4；
S2、通过SDIO控制器的SDIO驱动层解析待接收的数据包，并根据待接收数据包的第二个字节获取待接收数据包的类型；其中数据类型包括SDIO类型和ETH类型；
S3、将SDIO类型的待接收数据包通过SDIO数据接收流程发送至用户态SDIO应用程序，完成数据接收；将ETH类型的待接收数据包报文头中设备类型和数据类型两个字节去掉，并将剩余数据通过ETH驱动层和ETH协议层发送至用户态ETH 应用程序，完成数据接收；
S4、判断是否存在待发送的字符数据，若是则进入步骤S5；否则结束当前轮次的数据通讯；
S5、构建同时兼容SDIO指令和ETH数据的数据帧格式；其中数据帧格式的第一个字节为设备类型，第二个字节为数据类型，剩余字节为有效数据；
S6、基于待发送的字符数据，根据构建的数据帧格式重构帧包；
S7、通过SDIO控制器的SDIO驱动层将重构的帧包发送至从设备，完成数据发送。
在本发明的一个实施例中，如图3所示，步骤S3中设备类型包括父设备类型和子设备类型，其中父设备类型采用高4bit表示，子设备类型采用低4bit表示。以网口设备为例，其类型编号为0x10，当有两个网口设备时，其对应的设备类型分别为0x10和0x11。
步骤S5中有效数据采用传输块（block），每个传输块的大小相同且为固定字节，每个传输块记录一个数据帧，每次读写一个传输块或多个传输块；若数据帧的数量小于传输块的大小，则将传输块中多余字节补零。SDIO类型采用字符0x01表示，ETH类型采用字符0x00表示。若数据类型为ETH类型，则数据帧的其余字节存储数据；若数据类型为SDIO类型，则接下来的1个字节存储命令类型，剩余字节存储命令内容。
综上所述，本发明采用嵌入式Linux设备硬件环境，设计通过同一个装置同时兼容接收SDIO数据和ETH数据的方法，达到了节省网口、减小嵌入式环境下设备硬件尺寸的效果。

Claims (5)

1.一种嵌入式环境下数据通讯装置，其特征在于，包括SDIO控制器和从设备，SDIO控制器通过时钟线、命令线、至少4根数据线和至少2根GPIO中断线与从设备相连；其中：
SDIO控制器，用于解析待接收的数据包，并根据待接收数据包的第二个字节获取待接收数据包的类型；用于将SDIO类型的待接收数据包通过SDIO数据接收流程发送至用户态SDIO应用程序；用于将ETH类型的待接收数据包报文头中设备类型和数据类型两个字节去掉，并用于将剩余数据通过ETH驱动层和ETH协议层发送至用户态ETH 应用程序；用于将待发送的字符数据按照同时兼容SDIO指令和ETH数据的数据帧格式进行帧包重构，用于将重构的帧包发送至从设备；其中待接收数据包的类型包括SDIO类型和ETH类型；同时兼容SDIO指令和ETH数据的数据帧格式的第一个字节为设备类型，第二个字节为数据类型，剩余字节为有效数据；
一根GPIO中断线用于在从设备上电完成时通知SDIO控制器建立SDIO连接；
另一根GPIO中断线用于通知SDIO控制器读取从设备上的可读数据。
2.一种嵌入式环境下数据通讯方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、判断SDIO控制器是否收到GPIO引脚发来的中断信号，若是则进入步骤S2；否则进入步骤S4；
S2、通过SDIO控制器的SDIO驱动层解析待接收的数据包，并根据待接收数据包的第二个字节获取待接收数据包的类型；其中数据类型包括SDIO类型和ETH类型；
S3、将SDIO类型的待接收数据包通过SDIO数据接收流程发送至用户态SDIO应用程序，完成数据接收；将ETH类型的待接收数据包报文头中设备类型和数据类型两个字节去掉，并将剩余数据通过ETH驱动层和ETH协议层发送至用户态ETH 应用程序，完成数据接收；
S4、判断是否存在待发送的字符数据，若是则进入步骤S5；否则结束当前轮次的数据通讯；
S5、构建同时兼容SDIO指令和ETH数据的数据帧格式；其中数据帧格式的第一个字节为设备类型，第二个字节为数据类型，剩余字节为有效数据；
S6、基于待发送的字符数据，根据构建的数据帧格式重构帧包；
S7、通过SDIO控制器的SDIO驱动层将重构的帧包发送至从设备，完成数据发送。
3.根据权利要求2所述的嵌入式环境下数据通讯方法，其特征在于，步骤S3中设备类型包括父设备类型和子设备类型，其中父设备类型采用高4bit表示，子设备类型采用低4bit表示。
4.根据权利要求2所述的嵌入式环境下数据通讯方法，其特征在于，步骤S5中有效数据采用传输块，每个传输块的大小相同且为固定字节，每个传输块记录一个数据帧，若数据帧的数量小于传输块的大小，则将传输块中多余字节补零。
5.根据权利要求2所述的嵌入式环境下数据通讯方法，其特征在于，SDIO类型采用字符0x01表示，ETH类型采用字符0x00表示。
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