CN114691406A - 外围设备的交互方法、外围设备、主控制器和存储介质 - Google Patents

外围设备的交互方法、外围设备、主控制器和存储介质 Download PDF

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CN114691406A CN202210320666.XA CN202210320666A CN114691406A CN 114691406 A CN114691406 A CN 114691406A CN 202210320666 A CN202210320666 A CN 202210320666A CN 114691406 A CN114691406 A CN 114691406A
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Abstract

本申请涉及一种外围设备的交互方法、外围设备、主控制器和存储介质。所述外围设备的交互方法，在所述外围设备的总线驱动层初始化完成的情况下，所述总线驱动层从所述外围设备的共享内存中读取所述外围设备的运行信息，所述外围设备的总线驱动层根据所述运行信息生成上报信息，并将所述上报信息上报至所述主控制器，由于外围设备的总线驱动层的初始化先于外围设备的应用层的完成初始化，通过外围设备的总线驱动层确定并发送外围设备的上报信息，可以避免了外围设备直至其应用层初始化完成才响应主控制器的请求指令导致主控制器在很长一段时间内无法感知外围设备的状态的问题。

Description

外围设备的交互方法、外围设备、主控制器和存储介质
技术领域
本申请涉及外围设备技术领域，特别是涉及一种外围设备的交互方法、外围设备、主控制器和存储介质。
背景技术
外围设备是附属的或辅助的与主控制器连接起来的设备，外围设备一般通过简单的物理总线(如：UART，SPI，USB等)连接到主控制器，主控制器通过一组指令集与外围设备进行命令交互。一般而言，在物理总线连接正常的情况下，主控制器需要向外围设备盲发请求指令，直至接收到外围设备响应请求指令，判定外围设备初始化完成，系统正常运行，主控制器软件与外围设备进行命令交互。
但是目前的外围设备在上电后一段时间后才会响应主控制器的请求指令，在此时间内主控制器没有接收到有关外围设备的信息，导致主控制器在很长一段时间内无法感知外围设备的状态。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够避免主控制器在很长一段时间内无法感知外围设备的状态的问题的外围设备的交互方法、外围设备、主控制器和存储介质。
第一方面，提供了一种外围设备的交互方法，所述外围设备用于通过总线与主控制器连接，所述方法包括：在所述外围设备的总线驱动层初始化完成的情况下，所述总线驱动层从所述外围设备的共享内存中读取所述外围设备的运行信息；所述运行信息包括所述外围设备的各系统层在初始化时写入所述共享内存中的信息；所述总线驱动层根据所述运行信息生成上报信息，并将所述上报信息上报至所述主控制器。
在其中一个实施例中，所述上报信息包括状态信息，所述状态信息用于表征所述外围设备的初始化程度。
在其中一个实施例中，所述上报信息包括第一状态信息、第二状态信息以及目标时间，所述第一状态信息用于表征所述外围设备中已完成初始化的系统层，所述第二状态信息用于表征所述外围设备中正在进行初始化的系统层；所述目标时间为所述外围设备正在进行初始化的系统层完成初始化所需的时间。
在其中一个实施例中，所述运行信息包括所述共享内存中与各系统层对应的各内存区域中的初始化信息，所述各系统层用于更新对应内存区域中的初始化信息，所述初始化信息包括第一初始化信息和第二初始化信息，所述第一初始化信息用于表征所述系统层正在进行初始化，所述第二初始化信息用于表征所述系统层已完成初始化；
所述总线驱动层根据所述运行信息生成上报信息，包括：所述总线驱动层根据所述各内存区域的初始化信息生成状态信息。
在其中一个实施例中，所述各系统层还用于按照对应的预设时间执行喂狗操作，所述运行信息包括共享内存中与各系统层对应的喂狗参数，所述喂狗参数用于表征对应的系统层是否执行了喂狗操作，所述上报信息包括异常信息；
所述总线驱动层根据所述运行信息生成上报信息，包括：所述总线驱动层根据所述喂狗参数判断对应的系统层是否在所述预设时间执行了喂狗操作；若否，则所述总线驱动层生成所述异常信息，所述异常信息用于表征所述喂狗参数所对应的所述系统层发生异常。
在其中一个实施例中，所述总线驱动层根据所述运行信息生成上报信息，并将所述上报信息上报至所述主控制器，包括：所述总线驱动层根据所述运行信息生成上报信息，将所述上报信息打包成心跳包，将所述心跳包定时上报至所述主控制器。
第二方面，提供给了一种外围设备的交互方法，所述外围设备用于通过总线与主控制器连接，所述方法包括：所述主控制器接收外围设备的总线驱动层上报的上报信息；所述上报信息是所述总线驱动层根据共享内存中的运行信息生成的，所述运行信息包括所述外围设备的各系统层在初始化时写入所述共享内存中的信息；所述主控制器根据所述上报信息执行相应的操作。
在其中一个实施例中，所述主控制根据所述上报信息执行相应的操作，包括：所述主控制器根据所述上报信息确定所述外围设备是否发生异常；所述主控制器在所述外围设备发生异常的情况下，向所述外围设备发送异常处理指令，以指示所述外围设备执行对应的异常处理操作。
在其中一个实施例中，所述上报信息包括第一状态信息、第二状态信息以及目标时间，所述第一状态信息用于表征所述外围设备中已完成初始化的系统层，所述第二状态信息用于表征所述外围设备中正在进行初始化的系统层；所述目标时间为所述外围设备正在进行初始化的系统层完成初始化所需的时间；
所述确定所述外围设备是否发生异常，包括：所述主控制器确定所述主控制器接收到第一上报信息和接收到第二上报信息的间隔时间；所述第一上报信息为所述主控制器接收到的第一个表征所述外围设备中已完成初始化的系统层包括第一系统层的上报信息，所述第二上报信息为所述主控制器接收到的第一个表征所述外围设备中正在进行初始化的系统层为第一系统层的上报信息；所述第一系统层为所述外围设备的多个系统层中的一个；所述主控制器确定所述间隔时间是否大于目标时间，若是，则代表所述外围设备发生异常。
第三方面，提供了一种外围设备的交互装置，应用于外围设备的总线驱动层，所述外围设备用于通过总线与主控制器连接，所述装置包括：读取模块，用于在所述外围设备的总线驱动层初始化完成的情况下，从所述外围设备的共享内存中读取所述外围设备的运行信息；所述运行信息包括所述外围设备的各系统层在初始化时写入所述共享内存中的信息；生成模块，用于根据所述运行信息生成上报信息，并将所述上报信息上报至所述主控制器。
第四方面，提供了一种外围设备的交互装置，应用于主控制器，所述主控制器用于通过总线与外围设备连接，所述装置包括：接收模块，用于接收所述外围设备的总线驱动层上报的上报信息；所述上报信息是所述总线驱动层根据共享内存中的运行信息生成的，所述运行信息包括所述外围设备的各个系统层在初始化时写入所述共享内存中的信息；执行模块，用于根据所述上报信息执行相应的操作。
第五方面，提供一种外围设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第一方面任一所述的外围设备的交互方法。
第六方面，提供了一种主控制器，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第二方面任一所述的外围设备的交互方法。
第七方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面任一所述的外围设备的交互方法，或者，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第二方面任一所述的外围设备的交互方法。
一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面任一所述的外围设备的交互方法，或者，该计算机程序被处理器执行时实现如上述第二方面任一所述的外围设备的交互方法。
上述外围设备的交互方法，在所述外围设备的总线驱动层初始化完成的情况下，所述总线驱动层从所述外围设备的共享内存中读取所述外围设备的运行信息，所述外围设备的总线驱动层根据所述运行信息生成上报信息，并将所述上报信息上报至所述主控制器，由于外围设备的总线驱动层的初始化先于外围设备的应用层的完成初始化，通过外围设备的总线驱动层确定并发送外围设备的上报信息，可以避免了外围设备直至其应用层初始化完成才响应主控制器的请求指令导致主控制器在很长一段时间内无法感知外围设备的状态的问题。
附图说明
图1为一个实施例中外围设备的系统分层图的示意图；
图2为一个实施例中主控制器与外围设备的交互控制工作的示意图；
图3为一个实施例中外围设备的交互方法的应用环境图；
图4为第一实施例中外围设备的交互方法的流程示意图；
图5为一个实施例中外围设备的系统架构的示意图；
图6为第二实施例中外围设备的交互方法的流程示意图；
图7为第三实施例中外围设备的交互方法的流程示意图；
图8为第四实施例中外围设备的交互方法的流程示意图；
图9为第五实施例中外围设备的交互方法的流程示意图；
图10为第六实施例中外围设备的交互方法的流程示意图；
图11为第七实施例中外围设备的交互方法的流程示意图；
图12为第八实施例中外围设备的交互方法的流程示意图；
图13为一个实施例中外围设备的交互装置的结构框图；
图14为另一个实施例中外围设备的交互装置的结构框图；
图15为一个实施例中外围设备的内部结构图；
图16为一个实施例中主控制器的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
应说明的是，外围设备具有一定的计算能力以及高度集成的特点，将原本需要运行在主控制器的设备相关逻辑和协议等都集成在外围设备内部，外围设备对外提供简单的硬件总线和软件指令，使得外围设备的应用简化、整机产品开发周期缩短。一般的，外围设备通过简单的物理总线连接到主控制器，主控制器通过一组指令集控制设备的行为。
由于外围设备承担了一定的运算工作，外围设备初始化时间和响应时间相比其他运算能力弱、无软件业务逻辑的物理设备会有不同程度延长。不同种类、不同业务的外围设备的初始化时间从毫秒到几十秒不等。
请参考图1，其示出了外围设备的系统分层图，如图1所示，外围设备的系统可以分为应用层、系统服务层、逻辑设备驱动层和总线驱动层。同时，外围设备还包括硬件层。其中，应用层用于负责交互、业务逻辑的应用程序。系统服务层用于负责系统后台服务、逻辑，一方面负责设备管理为应用层提供服务，另一方面把可以抽象为公共服务，需要持续运行的逻辑设计称为系统服务层。设备驱动层基于总线之上，将外围设备实现为一个软件逻辑设备，便于用户空间程序对设备的访问操作。如网络设备net，字符设备tty等。由于外围设备一般是基于某种总线与主控制器连接，总线驱动层主要用于处理物理总线相关的驱动逻辑，例如：USB，UART，SPI，IIC等都属于设备总线。外围设备的操作系统可以为Linux系统，可以理解的，Linux系统一般可以分为内核空间和用户空间，其中，应用层和系统服务层属于Linux用户空间，逻辑设备驱动层和总线驱动层属于Linux内核空间。
请参考图2，其示出了目前主控制器与外围设备的交互控制工作，主控制器与外围设备的交互控制工作可以分为三个阶段，分别为阶段一——硬件启动阶段，阶段二——软件启动阶段，阶段三——正常运行阶段。下面将结合图2对主控制器与外围设备的交互控制的三个阶段进行简要说明。
如图2所示，在硬件启动阶段，主控制器上电，外围设备随主控制器硬件同时上电，或者主控制器通过一定的软件逻辑控制外围设备延后上电，外围设备在主控制器系统内总线级设备和逻辑设备枚举正常，进入阶段二。
在软件启动阶段，硬件总线已连接正常，但主控制器软件仍然不能与外围设备进行命令交互，需要间隔一定时间T1，向外围设备盲发请求指令Req-cmd0,等待外围设备应用层初始化完成响应消息Ack-cmd0。如果T1时间内未接收到Ack-cmd0(针对Req-cmd0的响应消息)，进入下一轮循环，向外围设备盲发请求指令Req-cmd0，等待外围设备响应消息，直至主控制器接收到响应消息Ack-cmd0或者超过预设的超时时长T0(判定外围设备异常的超时时间)。若接收到响应消息Ack-cmd0则判定系统正常运行，进入阶段三。若超过T0时长，仍未接收到响应消息Ack-cmd0，则主控制器通过硬件方式控制外围设备重新启动，重新执行阶段一和阶段二。
在正常运行阶段，针对设置有T2时长的情况，主控制器发送一条指令，等待T2时长，若在T2到达前接收到外围设备响应，则代表外围设备正常运行。若经过T2时长仍未收到外围设备响应，则判定为外围设备异常，一种处理策略是通过硬件重启外围设备，重新执行阶段一、阶段二和阶段三。针对没有设置T2时长的情况，主控制器发送一条指令，主控制器一直等待，直至接收到外围设备响应。但是主控制器发送一条指令后，若较长时间未接收到外围设备响应，可能会引起主控制器业务逻辑异常，造成系统运行故障。
根据上述描述可知，外围设备直至其应用层初始化完成，才会响应主控制器的请求，且在此之前几乎没有信息上报，导致主控制器在很长一端时间内无法感知外围设备的状态，有鉴于此，本申请实施例提供了一种外围设备的交互方法，该外围设备的交互方法，在外围设备的总线驱动层初始化完成的情况下，总线驱动层从外围设备的共享内存中读取外围设备的运行信息，外围设备的总线驱动层根据运行信息生成上报信息，并将上报信息上报至主控制器，由于外围设备的总线驱动层的初始化先于外围设备的应用层的完成初始化，通过外围设备的总线驱动层确定并发送外围设备的上报信息，可以避免了外围设备直至其应用层初始化完成才响应主控制器的请求指令导致主控制器在很长一段时间内无法感知外围设备的状态的问题。
本申请实施例提供的外围设备的交互方法，可以应用于如图3所示的应用环境中。其中，外围设备302通过总线与主控制器304进行通信。其中，外围设备302可以但不限于是GNSS模组、蓝牙模组、Wi-Fi模组、蜂窝无线通信模组等，其中，蜂窝无线通信模组包括LTE模组以及5G模组等。其中，主控制器304可以包括但不限于为终端或服务器。其中，终端可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑、物联网设备和便携式可穿戴设备，物联网设备可为智能音箱、智能电视、智能空调、智能车载设备等。便携式可穿戴设备可为智能手表、智能手环、头戴设备等。服务器可以用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现。
请参考图4，其示出了本申请第一实施例提供的一种外围设备的交互方法，以该方法应用于图3中的外围设备为例进行说明，如图4所示，该外围设备的交互方法包括步骤S402至步骤S404。
S402，在外围设备的总线驱动层的初始化完成的情况下，外围设备的总线驱动层从外围设备的共享内存中读取外围设备的运行信息。
其中，运行信息包括外围设备的各系统层在初始化时写入共享内存中的信息。共享内存指的是可以被外围设备的各系统层读写的内存。外围设备的系统外围设备的初始化按照总线驱动层、设备驱动层、系统服务层和应用层的顺序进行，在总线驱动层初始化完成后，总线驱动层可以实现从外围设备的共享内存中读取外围设备的运行信息以及根据运行信息生成上报信息，并将上报信息上报至主控制器的功能。
在请参考图5，其示出了本申请实施例提供的一种外围设备的系统架构示意图，如图5所示，应用层可以包括交互应用模块，系统服务层可以包括系统服务模块，设备驱动层可以包括设备驱动模块，应说明的是，交互应用模块、系统服务模块以及设备驱动模块可以用于调用相关接口函数，将与各系统层对应的信息写入共享内存中。在一个实施例中，外围设备的各系统层按照对应的预设间隔向共享内存中写入信息，以更新共享内存的运行信息，提高共享内存中的运行信息的实时性。
在一个实施例中，外围设备的各系统层在初始化写入共享内存中的信息为二进制信息。外围设备的总线驱动层采用二进制位运算扫描运行信息。如：各系统层可以用于向共享内存中写入第一参数，第一参数包括“0”和“1”，其中，“0”用于表征对应的系统层未完成初始化，“1”用于表征对应的系统层完成初始化，由于外围设备的初始化需要一定的时间，因此在系统层向共享内存写入“1”之前，系统层可能向共享内存写入多个“0”，外围设备的总线驱动层采用或运算扫描各系统层的第一参数，若扫描结果为“1”，则代表该对应的系统层初始化完成，若扫描结果为“0”，则代表该对应的系统层初始化未完成。上述实施例中各系统层写入共享内存中的信息为二进制信息可以减小共享内存的占用空间，提高了传递的数据量。
S404，外围设备的总线驱动层根据运行信息生成上报信息，并将上报信息上报至主控制器。
应说明的，外围设备的总线驱动层根据运行信息生成上报信息，并将上报信息上报至主控制器。在一个实施例中，外围设备的总线驱动层将读取到的运行信息进行汇总生成上报信息，并将上报信息上报至主控制器。由于总线驱动层具有成熟且稳定的特点，因此总线驱动层存在异常的概率十分小，且总线驱动层为外围设备中最早完成初始化的系统层，因此本申请实施例通过外围设备的总线驱动层读取外围设备的共享内存中外围设备的运行信息，并根据运行信息生成上报信息，并将上报信息上报至主控制器，可以提高外围设备与控制器的交互稳定性以及交互效率。
在一个实施例中，上报信息可以包括状态信息，其中，状态信息用于表征外围设备的初始化程度，或者说状态信息可以用于反映外围设备是否启动完成，主控制器根据状态信息可以感知外围设备的状态。外围设备的总线驱动层根据运行信息生成上报信息，包括：外围设备的总线驱动层根据运行信息生成状态信息。外围设备上报至主控制器的上报信息包括状态信息，可以使主控制器了解到外围设备当前的状态信息，为异常分析、调试带来便利。
在一个实施例中，上报信息可以包括第一状态信息、第二状态信息以及目标时间。其中，第一状态信息用于表征所述外围设备中已完成初始化的系统层，第二状态信息用于表征外围设备中正在进行初始化的系统，目标时间为外围设备正在进行初始化的系统层完成初始化所需的时间。在上报信息包括第一状态信息、第二状态信息以及目标时间的情况下，主控制器可以容易判断第一系统层的实际初始化时间是否正常，从而确定外围设备是否异常，对于主控制器判断外围设备是否异常的过程详见下文实施例。
在一个实施例中，运行信息可以包括共享内存中与各系统层对应的各内存区域中的初始化信息。其中，共享内存中包括多个内存区域，系统层调用相关接口函数向共享内存写入信息，则该写入信息的区域为与系统层对应的内存区域。各系统层可以用于按照对应的时间间隔更新对应的内存区域中的初始化信息，其中，初始化信息可以包括第一初始化信息以及第二初始化信息，第一初始化信息用于表征系统层正在进行初始化，第二初始化信息用于表征系统层已完成初始化。应说明的，由于外围设备的初始化按照总线驱动层、设备驱动层、系统服务层和应用层的顺序进行，在系统层未进行初始化的情况下，该系统层不具有向共享内存写入初始化信息的功能，也即在总线驱动层初始化完成后，外围设备的总线驱动层从外围设备的共享内存中读取外围设备的运行信息时，由于未进行初始化的系统层无法向共享内存写入的初始化信息，外围设备的总线驱动层读取的运行信息就不包括该系统层写入的初始化信息，此时认为未写入初始化信息的系统层未开始进行初始化。由此可见，总线驱动层通过读取共享内存的运行信息可以确定各系统层的初始化状态(未进行初始化，初始化进行中或初始化完成)，从而可以形成包括第一状态信息、第二状态信息以及目标时间的上报信息，其中，在外围设备确定的情况下，外围设备的各系统层的初始化时间具有合理范围。在一个实施例中，总线驱动层包括状态扫描模块，其中，状态扫描模块用于读取共享内存中的初始化信息，并根据初始化信息生成状态信息。
在一个实施例中，外围设备的总线驱动层包括上报模块，其中，上报模块用于将上报信息上报至主控制器。在一个实施例中，上报模块遵循总线的电源管理策略，也即休眠状态停止上报，从休眠状态恢复后重新启动信息上报。
在一个实施例中，上报信息还可以包括外围设备的识别码，其中，识别码用于标志外围设备，以使主控制器能够确定上报信息所属的外围设备。可选的，识别码为ID信息。通过识别码，主控制器可以辨析接收到的心跳包是否由外围设备发送，同时可以避免在主控制器连接有多个外围设备的情况下，主控制器无法分辨接收到的上报信息由哪个外围设备发送的问题。
主控制器通过定时轮询的方式查询外围设备状态，可能存在某些因素(如：主控制器选择某种外设导入调试阶段或者同一个主控制器需兼容不同厂商的同类产品)导致外围设备概率性未能在主控制器设定的时间内响应主控制器的握手指令，主控制器误判为外围设备异常，给外围设备重新上电使设备硬重启，导致交互效率大大降低，本申请实施例由于外围设备采用上报机制，可以主动将上报信息发送至主控制器，从而避免了由于概率性外围设备未能在主控制器设定的时间内响应主控制器的握手指令，主控制器误判为外围设备异常的情况，同时无需主控制器通过轮询策略盲扫设备、盲发请求查询设备状态也可以感知外围设备的状态，减小主控制器与外围设备进行交互使的系统资源占用，提高主控制器与外围设备交互的效率和准确度。
请参考图6，其示出了本申请第二实施例提供的外围设备的交互方法，以该方法应用于图3中的外围设备为例进行说明，如图6所示，该外围设备的交互方法包括步骤S602至步骤S606。
S602，在外围设备的总线驱动层初始化完成的情况下，外围设备的总线驱动层从外围设备的共享内存中读取外围设备的运行信息。
应说明的，外围设备的各系统层可以用于按照对应的预设时间执行喂狗操作，其中，与各系统层对应的预设时间可以相同也可以不同，可以根据实际需要进行设计，本申请实施例对此不作限定。运行信息可以包括共享内存中与各系统层对应的喂狗参数，也即共享内存中存储与各系统层对应的喂狗参数，该喂狗参数用于表征对应的系统层是否执行了喂狗操作。
S604，外围设备的总线驱动层根据喂狗参数判断对应的系统层是否在预设时间执行了喂狗操作。
S606，若系统层在预设时间未执行喂狗操作，则外围设备的总线驱动层生成异常信息，并将异常信息上报至主控制器。其中，异常信息用于表征未在对应的预设时间执行喂狗操作的系统层发生故障。
应说明的，外围设备的总线驱动层根据喂狗参数确定与喂狗参数对应的系统层是否在对应的预设时间内执行喂狗参数，如果根据喂狗参数确定与该喂狗参数对应的系统层未在对应的预设时间内执行喂狗操作，则总线驱动层生成异常信息，该异常信息用于表征与喂狗参数对应的系统层发生异常，并将该异常信息上报。其中，系统层在阶段二以及阶段三均可执行喂狗操作，从而可以确定各系统层在阶段二以及阶段三是否发生异常。
在一个实施例中，在系统层执行喂狗操作后，与系统层对应的喂狗参数变化预设值，从而总线驱动层通过判断在对应的预设时间内，喂狗参数是否变化了预设值，确定与喂狗参数对应的系统层是否在预设时间内执行了喂狗操作。可选的，变化预设值可以为增大预设值或减小预设值。应说明的，预设值可以根据需要进行设置，本申请实施例不对预设值的大小做限定，可以根据需要进行设置。
在一个实施例中，总线驱动层包括异常监测模块，其中，异常监测模块可以用于从外围设备的共享内存中读取与各系统层对应的喂狗参数，根据喂狗参数判断对应的系统层是否在预设时间执行了喂狗操作，若否，则将异常信息上报至主控制器以使主控制器执行相应的操作。
本申请实施例提供的外围设备的交互方法，外围设备的总线驱动层可以确定外围设备的各系统层是否发生异常，并将异常信息上报至主控制器，为主控制器对外围设备的异常处理提供了更加具体的信息，提高了主控制器异常处理的效率和准确度。
请参考图7，其示出了本申请第三实施例提供的外围设备的交互方法，以该方法应用于图3中的外围设备为例进行说明，如图7所示，该外围设备的交互方法包括步骤S702至步骤S706。
S702，在外围设备的总线驱动层初始化完成的情况下，外围设备的总线驱动层从外围设备的共享内存中读取外围设备的运行信息。
S704，外围设备的总线驱动层根据运行信息生成上报信息。
对于步骤在外围设备的总线驱动层初始化完成的情况下，总线驱动层从外围设备的共享内存中读取外围设备的运行信息，以及步骤外围设备的总线驱动层根据运行信息生成上报信息的描述详见上文实施例，在此不再赘述。
S706，外围设备的总线驱动层将上报信息打包成心跳包，将心跳包定时上报至主控制器。
外围设备的总线驱动层将生成的上报信息打包成心跳包，并将心跳包定时上报至主控制器。在一个实施例中，心跳包按照预设时间间隔定时将心跳包上报至主控制器。可选的，外围设备中预先设置有预设时间间隔和总线类型的对应关系，外围设备可以根据与主控制连接的总线类型确定预设时间间隔。应说明的，与总线对应的预设时间间隔可以兼容总线协议规定，例如当总线类型为USB2.0总线，预设时间间隔应大于USB SOF周期(125微秒)，当总线类型为UART/SPI等，预设时间间隔可依据硬件总线能力进行配置。
在一个实施例中，外围设备的总线驱动层包括组包模块，该组包模块按照组包协议将上报信息打包成心跳包。一般而言，不同的总线、不同类型的外围设备组包协议不相同，组包协议可以包括：总线类型，总线协议版本，外围设备类型，外围设备启动过程状态列表(含每个状态的超时范围)，当前状态，包校验值等。
请参考图8，其示出了本申请第四实施例提供的外围设备的交互方法，以该方法应用于图3中的外围设备为例进行说明，如图8所示，该外围设备的交互方法包括步骤S802至步骤S808。
S802，在外围设备的总线驱动层初始化完成的情况下，外围设备的总线驱动层从外围设备的共享内存中读取与各系统层对应的各内存区域中的初始化信息和喂狗参数。
S804，外围设备的总线驱动层根据与各系统层对应的各内存区域中的初始化信息生成状态信息。
S806，外围设备的总线驱动层根据喂狗参数判断对应的系统层是否在所述预设时间执行了喂狗操作，若否，则外围设备的总线驱动层生成异常信息。
S808，外围设备的总线驱动层将状态信息和异常信息打包成心跳包，将心跳包定时上报至主控制器。
应说明的是，外围设备的总线驱动层根据心跳包的上报时间定时获取与各系统层对应的各内存区域中的初始化信息和喂狗参数，生成对应的状态信息和异常信息，从而保证上报至主控制器的心跳包中的信息与外围设备匹配。
请参考图9，其示出了本申请第五实施例提供的外围设备的交互方法，以该方法应用于图3中的主控制器为例进行说明，如图9所示，该外围设备的交互方法包括步骤S902至步骤S904。
S902，主控制器接收外围设备的总线驱动层上报的上报信息。
其中，上报信息是外围设备的总线驱动层根据共享内存中的运行信息生成的，运行信息包括外围设备的各系统层在初始化时写入共享内存中的信息。对于上报信息以及运行信息的描述详见上文实施例，在此不再赘述。
在一个实施例中，主控制器基于总线的接收中断，接收外围设备的总线驱动层上报的上报信息。
S904，主控制器根据上报信息执行相应的操作。
在一个实施例中，主控制器确定发送该上报信息的外围设备。在一个实施例中，上报信息还包括外围设备的识别码，主控制器的总线驱动层通过解析上报信息，在确定上报信息为外围设备上报的上报信息的情况下，主控制器的总线驱动层按预设计的事件通过系统事件上报机制，通知主控制器的系统服务层的事件处理模块。例如：设计该主动上报事件为“USB-TTY外围设备启动状态”,当主控制器USB总线收到外围设备接入的信号，如解析上报信息确定为USB-TTY外围设备上报的上报信息，则基于系统的事件通知机制上报。主控制器的系统服务层负责监听该事件，当主控制器的系统服务层监听到该事件，通知主控制器的交互应用层或者由主控制器的系统服务层处理该事件。其中，USB-TTY设备状态可以包括：USB X接口新设备接入；设备启动中；设备启动完成；交互程序启动中，交互程序启动完成；USB-TTY外围设备已经启动完成等。
请参考图10，其示出了本申请第六实施例提供的外围设备的交互方法，以该方法应用于图3中的主控制器为例进行说明，如图10所示，该外围设备的交互方法包括步骤S1002至步骤S1006。
S1002，主控制器接收外围设备的总线驱动层上报的上报信息。
对于步骤主控制器接收外围设备的总线驱动层上报的上报信息的描述详见上文实施例，在此不再赘述。
S1004，主控制器根据上报信息确定外围设备是否发生异常。
在一个实施例中，主控制器的系统服务层根据上报信息确定外围设备是否发生异常，若否，主控制器按原系统流程处理。如：主控制器基于总线的接收中断，接收上报信息，在确定外围设备没有发生异常的情况下，主控制器返回中断点继续执行。
S1006，主控制器在外围设备发生异常的情况下，向外围设备发送异常处理指令，以指示外围设备执行对应的异常处理操作。
在一个实施例中，主控制器预设有异常类型和异常处理指令的对应关系，也即主控制器根据异常类型可以确定应向外围设备发送的异常处理指令，以指示外围设备执行与异常处理指令对应的异常处理操作，以解决外围设备的异常情况。在一个实施例中，向外围设备发送异常处理指令之前还包括：确定外围设备的异常类型。应说明的，本申请实施例不对异常类型和异常处理指令的对应关系做限定，可以根据外围设备的类型设置。如：异常类型为外围设备在预设时间内无上报上报信息，与该异常类型的异常处理指令为指示外围设备重启。
请参考图11，其示出了本申请第七实施例提供的外围设备的交互方法，以该方法应用于图3中的主控制器为例进行说明，如图11所示，该外围设备的交互方法包括步骤S1102至步骤S1108。
S1102，主控制器接收外围设备的总线驱动层上报的上报信息。
对于步骤主控制器接收外围设备的总线驱动层上报的上报信息的描述详见上文实施例，在此不再赘述。
S1104，主控制器确定主控制器接收到第一上报信息和接收到第二上报信息的间隔时间。
其中，上报信息包括第一状态信息、第二状态信息以及目标时间，第一状态信息用于表征外围设备中已完成初始化的系统层，第二状态信息用于表征外围设备中正在进行初始化的系统层，目标时间为外围设备正在进行初始化的系统层完成初始化所需的时间。在一个实施例中，第一状态信息用于表征外围设备中已完成初始化的系统层中最上层的系统层。在一个实施例中，第一状态信息可以为S1、S2、S3、S4或S5，其中，S1表示总线驱动层初始化完成，S2表示设备驱动层初始化完成，S3表示系统服务层初始化完成，S4表示应用层初始化完成，S5表示外围设备处于正常运行状态。
其中，第一上报信息为主控制器接收到的第一个表征外围设备中已完成初始化的系统层包括第一系统层的上报信息，第二上报信息为主控制器接收到第一个表征外围设备中正在进行初始化的系统层位第一系统层的上报信息，应说明的是，第一系统层为外围设备的多个系统层中的一个。根据接收到第一上报信息和接收到第二上报信息的间隔时间可以确定第一系统层初始化所需的实际时间。
S1106，主控制器确定间隔时间是否大于目标时间。
应说明的，根据上述分析可知间隔时间可以用于表征第一系统层初始化所需的时间。在一个实施例中，目标时间为一个时间范围，第一系统层初始化时间位于该时间范围内，第一系统层才可能是正常的，也即第一系统层实际初始化时间位于第一系统层正常初始化所需的时间范围内，才可能认为第一系统层未发生异常。应说明的，若间隔时间大于目标时间，则代表该第一系统层发生异常，也即外围设备发生异常。
S1108，若间隔时间大于目标时间，主控制器向外围设备发送异常处理指令，以指示外围设备执行对应的异常处理操作。
对于步骤若间隔时间大于目标时间，主控制器向外围设备发送异常处理指令，以指示外围设备执行对应的异常处理操作的描述详见上文实施例，本申请实施例对此不再赘述。
请参考图12，其示出了本申请第八实施例提供的外围设备的交互方法，如图12所示，该外围设备的交互方法包括步骤S1202至步骤S1218。
S1202，在外围设备的总线驱动层初始化完成的情况下，总线驱动层从外围设备的共享内存中读取与各系统层对应的各内存区域中的初始化信息和喂狗参数。
在一个实施例中，外围设备与主控制器通过总线连接，外围设备随着主控制器上电而上电，主控制器启动。
S1204，外围设备的总线驱动层根据初始化信息生成状态信息。
S1206，外围设备的总线驱动层根据喂狗参数判断对应的系统层是否在所述预设时间执行了喂狗操作，若否，则外围设备的总线驱动层生成异常信息。
S1208，外围设备的总线驱动层将状态信息和异常信息打包成心跳包，将心跳包定时上报至主控制器。
S1210，主控制器的总线驱动层基于总线的接收中断，接收外围设备的总线驱动层上报的心跳包。
S1212，主控制器的总线驱动层按预设计的事件通过系统事件上报机制，通知主控制器的系统服务层的事件处理模块。
S1214，主控制器的系统服务层的事件处理模块确定外围设备是否发生异常。若是，则执行步骤S1216，若否，则执行步骤S1218。
S1216，主控制器向外围设备发送异常处理指令，以指示外围设备执行对应的异常处理操作。
S1218，主控制器返回中断点继续执行。
应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的外围设备的交互方法的外围设备的交互装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个外围设备的交互装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于外围设备的交互方法的限定，在此不再赘述。
在一个实施例中，如图13所示，提供了一种外围设备的交互装置1300，应用于图3中的外围设备的总线驱动层，该外围设备的交互装置1300包括读取模块1302以及上报模块1304，其中读取模块1302用于在所述外围设备的总线驱动层初始化完成的情况下，从所述外围设备的共享内存中读取所述外围设备的运行信息；所述运行信息包括所述外围设备的各系统层在初始化时写入所述共享内存中的信息。生成模块1304用于根据所述运行信息生成上报信息，并将所述上报信息上报至所述主控制器。
在一个实施例中，生成模块还可以用于根据各内存区域的初始化信息生成状态信息。
在一个实施例中，生成模块还可以用于根据所述喂狗参数判断对应的系统层是否在所述预设时间执行了喂狗操作；若否，则生成所述异常信息，所述异常信息用于表征所述喂狗参数所对应的所述系统层发生异常。
在一个实施例中，生成模块还可以用于根据所述运行信息生成上报信息，将所述上报信息打包成心跳包，将所述心跳包定时上报至所述主控制器。
在一个实施例中，如图14所示，提供了一种外围设备的交互装置1400，应用于图3中的主控制器，该外围设备的交互装置1400包括接收模块1402以及执行模块1404。其中，接收模块1402用于接收所述外围设备的总线驱动层上报的上报信息；所述上报信息是所述总线驱动层根据共享内存中的运行信息生成的，所述运行信息包括所述外围设备的各个系统层在初始化时写入所述共享内存中的信息。执行模块1404用于根据所述上报信息执行相应的操作。
在一个实施例中，执行模块还可以用于根据所述上报信息确定所述外围设备是否发生异常；在所述外围设备发生异常的情况下，向所述外围设备发送异常处理指令，以指示所述外围设备执行对应的异常处理操作。
在一个实施例中，执行模块还可以用于确定所述主控制器接收到第一上报信息和接收到第二上报信息的间隔时间；所述第一上报信息为所述主控制器接收到的第一个表征所述外围设备中已完成初始化的系统层包括第一系统层的上报信息，所述第二上报信息为所述主控制器接收到的第一个表征所述外围设备中正在进行初始化的系统层为第一系统层的上报信息；所述第一系统层为所述外围设备的多个系统层中的一个；确定所述间隔时间是否大于目标时间，若是，则代表所述外围设备发生异常。
上述外围设备的交互装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种外围设备，该外围设备可以是终端，其内部结构图可以如图15所示。该外围设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口。其中，该外围设备的处理器用于提供计算和控制能力。该外围设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该外围设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、移动蜂窝网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种外围设备的交互方法。
本领域技术人员可以理解，图15中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的外围设备的限定，具体的外围设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，还提供了一种外围设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中的步骤。
在一个实施例中，提供了一种主控制器，该主控制器可以是终端，其内部结构图可以如图16所示。该主控制器包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口。其中，该主控制器的处理器用于提供计算和控制能力。该主控制器的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该主控制器的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、移动蜂窝网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种外围设备的交互方法。
本领域技术人员可以理解，图16中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的主控制器的限定，具体的主控制器可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，还提供了一种主控制器，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中的步骤。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(ReRAM)、磁变存储器(Magnetoresistive Random Access Memory，MRAM)、铁电存储器(Ferroelectric Random Access Memory，FRAM)、相变存储器(Phase Change Memory，PCM)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic RandomAccess Memory，DRAM)等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种外围设备的交互方法，其特征在于，所述外围设备用于通过总线与主控制器连接，所述方法包括：
在所述外围设备的总线驱动层初始化完成的情况下，所述总线驱动层从所述外围设备的共享内存中读取所述外围设备的运行信息；所述运行信息包括所述外围设备的各系统层在初始化时写入所述共享内存中的信息；
所述总线驱动层根据所述运行信息生成上报信息，并将所述上报信息上报至所述主控制器。
2.根据权利要求1所述的外围设备的交互方法，其特征在于，所述上报信息包括状态信息，所述状态信息用于表征所述外围设备的初始化程度。
3.根据权利要求2所述的外围设备的交互方法，其特征在于，所述上报信息包括第一状态信息、第二状态信息以及目标时间，所述第一状态信息用于表征所述外围设备中已完成初始化的系统层，所述第二状态信息用于表征所述外围设备中正在进行初始化的系统层；所述目标时间为所述外围设备正在进行初始化的系统层完成初始化所需的时间。
4.根据权利要求2所述的外围设备的交互方法，其特征在于，所述运行信息包括所述共享内存中与各系统层对应的各内存区域中的初始化信息，所述各系统层用于更新对应内存区域中的初始化信息，所述初始化信息包括第一初始化信息和第二初始化信息，所述第一初始化信息用于表征所述系统层正在进行初始化，所述第二初始化信息用于表征所述系统层已完成初始化；
所述总线驱动层根据所述运行信息生成上报信息，包括：
所述总线驱动层根据所述各内存区域的初始化信息生成状态信息。
5.根据权利要求1所述的外围设备的交互方法，其特征在于，所述各系统层还用于按照对应的预设时间执行喂狗操作，所述运行信息包括共享内存中与各系统层对应的喂狗参数，所述喂狗参数用于表征对应的系统层是否执行了喂狗操作，所述上报信息包括异常信息；
所述总线驱动层根据所述运行信息生成上报信息，包括：
所述总线驱动层根据所述喂狗参数判断对应的系统层是否在所述预设时间执行了喂狗操作；
若否，则所述总线驱动层生成所述异常信息，所述异常信息用于表征所述喂狗参数所对应的所述系统层发生异常。
6.根据权利要求1所述的外围设备的交互方法，其特征在于，所述总线驱动层根据所述运行信息生成上报信息，并将所述上报信息上报至所述主控制器，包括：
所述总线驱动层根据所述运行信息生成上报信息，将所述上报信息打包成心跳包，将所述心跳包定时上报至所述主控制器。
7.一种外围设备的交互方法，其特征在于，所述外围设备用于通过总线与主控制器连接，所述方法包括：
所述主控制器接收外围设备的总线驱动层上报的上报信息；所述上报信息是所述总线驱动层根据共享内存中的运行信息生成的，所述运行信息包括所述外围设备的各系统层在初始化时写入所述共享内存中的信息；
所述主控制器根据所述上报信息执行相应的操作。
8.根据权利要求7所述的外围设备的交互方法，其特征在于，所述主控制根据所述上报信息执行相应的操作，包括：
所述主控制器根据所述上报信息确定所述外围设备是否发生异常；
所述主控制器在所述外围设备发生异常的情况下，向所述外围设备发送异常处理指令，以指示所述外围设备执行对应的异常处理操作。
9.根据权利要求8所述的外围设备的交互方法，其特征在于，所述上报信息包括第一状态信息、第二状态信息以及目标时间，所述第一状态信息用于表征所述外围设备中已完成初始化的系统层，所述第二状态信息用于表征所述外围设备中正在进行初始化的系统层；所述目标时间为所述外围设备正在进行初始化的系统层完成初始化所需的时间；
所述确定所述外围设备是否发生异常，包括：
所述主控制器确定所述主控制器接收到第一上报信息和接收到第二上报信息的间隔时间；所述第一上报信息为所述主控制器接收到的第一个表征所述外围设备中已完成初始化的系统层包括第一系统层的上报信息，所述第二上报信息为所述主控制器接收到的第一个表征所述外围设备中正在进行初始化的系统层为第一系统层的上报信息；所述第一系统层为所述外围设备的多个系统层中的一个；
所述主控制器确定所述间隔时间是否大于目标时间，若是，则代表所述外围设备发生异常。
10.一种外围设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
11.一种主控制器，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求7至9中任一项所述的方法的步骤。
12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至9中任一项所述的方法的步骤。
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