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第1章、设备驱动概述
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任何一个计算机系统的运行都是系统中软硬件协作的结果，没有硬件的软件是空中楼阁，而没有软件
的硬件则只是一堆废铁。硬件是底层基础，是所有软件得以运行的平台，代码最终会落实为硬件上的组合
逻辑与时序逻辑；软件则实现了具体应用，它按照各种不同的业务需求而设计，满足了用户的需求。硬件
较固定，软件则很灵活，可以适应各种复杂多变的应用。可以说，计算机系统的软硬件互相成就了对方。
但是，软硬件之间同样存在着悖论，那就是软件和硬件不应该互相渗透到对方的领地。为了尽可
能快速地完成设计，应用软件工程师不想也不必关心硬件，而硬件工程师也难有足够的闲暇和能力
来顾及软件。例如，应用软件工程师在调用套接字发送和接收数据包的时候，他不必关心网卡上的
中断、寄存器、存储空间、I/O 端口、片选以及其他任何硬件词汇；在使用 printf（）函数输出信息的时
候，他不用知道底层究竟是怎样把相应的信息输出到屏幕或串口。
也就是说，应用软件工程师需要看到一个没有硬件的纯粹的软件世界，硬件必须被透明地呈现给
他们。谁来实现硬件对应用软件工程师的隐形？这个艰巨的任务就落在了驱动工程师的头上。
对设备驱动最通俗的解释就是“驱使硬件设备行动”。设备驱动与底层硬件直接打交道，按照硬件设
备的具体工作方式读写设备寄存器，完成设备的轮询、中断处理、DMA 通信，进行物理内存向虚拟内存
的映射，最终使通信设备能够收发数据，使显示设备能够显示文字和画面，使存储设备能够记录文件和数
据。
由此可见，设备驱动充当了硬件和应用软件之间的纽带，它使得应用软件只需要调用系统软件的应用
编程接口（API）就可让硬件去完成要求的工作。在系统中没有操作系统的情况下，工程师可以根据硬件
设备的特点自行定义接口，如对串口定义 SerialSend（）、SerialRecv（）；对 LED 定义 LightOn（）、LightOff（）；
以及对 Flash 定义 FlashWrite（）、FlashRead（）等。而在有操作系统的情况下，设备驱动的架构则由相应的操
作系统定义，驱动工程师必须按照相应的架构设计设备驱动，这样，设备驱动才能良好地整合到操作系统
的内核中。
驱动程序沟通着硬件和应用软件，而驱动工程师则沟通着硬件工程师和应用软件工程师。随着通
信、电子行业的迅速发展，全世界每天都会有大量的新芯片被生产，大量的新电路板被设计，因此，
也会有大量设备驱动需要开发。这些设备驱动，或运行在简单的单任务环境中，或运行在 VxWorks、
Linux、Windows 等多任务操作系统环境中，发挥着不可替代的作用。
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