快速發展的技術需要軟件支持（固件驅動程序和代碼示例）來簡化設計導入過程。本文介紹如何利用no-OS（無操作系統）驅動程序和平臺驅動程序來構建ADI公司精密模數轉換器和數模轉換器的應用固件，這些器件在速度、功耗、尺寸和分辨率方面提供高水平的性能。

ADI公司提供基于no-OS驅動程序的嵌入式固件示例來支持精密變換器。no-OS驅動程序負責器件配置、轉換器數據采集、執行校準等，而基于no-OS驅動程序的固件示例則便于將數據傳輸到主機進行顯示、存儲和進一步處理。

no-OS和平臺驅動程序簡介

顧名思義，no-OS驅動程序設計用于通用（或無特定）操作系統。該名稱還意味著這些驅動程序可以用在沒有任何OS支持的裸機(BareMetal)系統上。no-OS驅動程序旨在為給定精密轉換器的數字接口訪問提供高級API。no-OS驅動程序使用器件的這些API接口訪問、配置、讀取、寫入數據，而無需知道寄存器地址（存儲器映射）及其內容。

no-OS驅動程序利用平臺驅動程序層來支持跨多個硬件/軟件平臺復用相同的no-OS驅動程序，使固件高度可移植。平臺驅動程序層的使用將no-OS驅動程序隔絕開來，后者無需知道平臺特定接口（如SPI、I2C、GPIO等）的低級細節，因此no-OS驅動程序不需要修改就能跨多個平臺復用。

精密轉換器的no-OS驅動程序代碼通常包含在兩個以C編程語言編寫的源文件中：adxxxx.c和adxxxx.h，其中xxxx代表器件名稱（例如AD7606、AD7124等）。器件頭文件(adxxxx.h)包含器件特定結構、枚舉、寄存器地址和位掩碼的公共編程接口，將此文件包含到所需的源文件中便可使用這些公開訪問接口。器件源文件(adxxxx.c)包含接口的實現，用于初始化和移除器件、讀/寫器件寄存器、從器件讀取數據、獲取/設置器件特定參數等。

典型的no-OS驅動程序圍繞一組常見功能來構建：

?器件特定寄存器地址、位掩碼宏、器件配置枚舉、讀/寫器件特定參數（如過采樣、增益、基準電壓等）的結構的聲明。

?通過no-OS驅動程序的器件初始化/移除函數以及器件特定的初始化和驅動程序結構與描述符初始化物理器件/解除器件初始化。

?使用器件寄存器讀/寫函數訪問器件存儲器映射或寄存器詳細信息，例如adxxxx_read_register()或adxxxx_write_register()。

no-OS驅動程序代碼使用

使用器件特定地址、位掩碼、參數配置枚舉和結構：

如前所述，adxxxx.h頭文件包含所有器件特定枚舉和結構的聲明，這些枚舉和結構被傳遞到器件特定的函數或API以配置或訪問器件參數。具體情況如圖3所示。

圖3中顯示的adxxxx_config結構允許用戶選擇多路復用器通道并為其設置過采樣率。此結構的成員（afe_mux_channel和oversampling）是存在于同一頭文件中的枚舉，其包含這兩個字段的所有可能值的數字常量，用戶可以選擇。

adxxxx.c文件中定義的adxxxx_set_adc_config()函數通過配置結構獲取用戶傳遞的配置/參數，并進一步調用adxxxx_spi_reg_write()函數，通過數字接口（在上例中是SPI）將數據寫入ADXXXX_REG_CONFIG器件寄存器。

使用no-OS驅動程序結構和初始化函數初始化器件：

用戶可以通過no-OS驅動程序器件特定的adxxx_read/write()函數訪問器件寄存器內容（例如產品ID、暫存區值、OSR等）。

大多數情況下，用戶不會直接使用寄存器訪問函數。器件特定的函數通過這些寄存器訪問函數（如adxxxx_spi_reg_read/write()）來調用。如果可能，建議使用器件配置和狀態API來訪問器件存儲器映射，而不要使用直接寄存器訪問函數，因為這樣能確保器件驅動程序結構與器件中的配置保持同步。

平臺驅動程序

平臺驅動程序是包裝平臺特定API的硬件抽象層(HAL)之一。它們由no-OS器件驅動程序或用戶應用程序代碼調用，使后者可以獨立于底層硬件和軟件平臺。平臺驅動程序包裝了平臺特定的低級硬件功能，例如SPI/I2C初始化和讀/寫、GPIO初始化和讀/寫、UART初始化和接收/發送、用戶特定的延遲、中斷等。

作者簡介

Mahesh Phalke是ADI公司位于印度班加羅爾的精密轉換器技術軟件部門的高級軟件工程師。2011年畢業于瀑內大學，獲電子工程學士學位。