《嵌入式Linux驱动开发》实验教学大纲
课程名称：
| 嵌入式Linux驱动开发
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课程编号：
| 408310
| 436315
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适用专业：
| 计算机科学与技术
| 软件工程
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总 学 分：
| 3
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总 学 时：
| 54
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其中实验学时
| 26
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一、实验性质、目的与任务
《Linux驱动程序开发》是嵌入式系统开发中讲解Linux设备驱动程序开发方法和技术的课程, Linux驱动程序开发是嵌入式Linux项目中工作量最大的一部分内容。本课程内容包括Linux驱动程序基础、内核移植、总线驱动程序、LCD驱动程序、网络驱动程序、输入子系统驱动程序、块设备驱动程序等。
通过本实验课程，掌握嵌入式Linux字符设备驱动开发和分析的方法，具体应达到以下几个教学目的：
（1）嵌入式Linux字符设备驱动开发；
（2）嵌入式Linux下块设备驱动开发；
（3）掌握嵌入式Linux下网络设备驱动开发；
（4）掌握嵌入式Linux下PCI、LCD显示屏设备驱动开发；
（5）掌握嵌入式Linux下触摸屏设备驱动开发；
(6）掌握嵌入式Linux下和USB设备驱动开发。
二、教学基本要求：
实验内容由浅入深，系统性的层次性的设置实验教学内容。先安排基本技能训练实验，锻炼学生的基本技能，其次安排综合性的内容和项目，给学生发挥的空间，锻炼学生独立思考，独立解决问题的能力。掌握Linux下设备驱动程序的开发，同时掌握嵌入式Linux的系统开发和分析方法。
上机实验要求：
（1）上机前，准备好上机所需的程序；
（2）上机时,输入和调试自己所编写的程序；
（3）上机结束后，应整理出实验报告，实验报告应包括以下内容：实验项目名称；程序清单；运行结果，对运行情况所作的分析以及本次调试程序所取得的经验，如果程序未达到设计目标，应分析其原因。
三、实验项目与类型：
序号
| 实验项目
| 学时
| 实验性质
| 备注
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验证
| 综合
| 设计
| 研究
探索
| 必做
| 选做
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1
| 简单字符设备驱动程序
| 1
| √
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| √
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2
| 带并发控制的字符设备驱动程序
| 1
| √
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| √
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3
| 带Ioctl命令的字符设备驱动
| 1
| √
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| √
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4
| 设计阻塞型字符设备驱动
| 1
| √
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| √
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5
| 设计字符设备驱动的Poll函数
| 1
| √
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| √
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6
| 自动创建设备文件
| 1
| √
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| √
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7
| LED驱动程序设计
| 2
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| √
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| √
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8
| 总线设备驱动模型
| 2
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| √
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| √
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9
| 按键驱动程序设计
| 2
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| √
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| √
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10
| 网卡驱动程序设计
| 2
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| √
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| √
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11
| 触摸屏驱动程序
| 3
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| √
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|
| √
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12
| PCI驱动程序设计
| 2
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| √
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|
| √
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13
| 串口驱动程序设计
| 3
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| √
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|
| √
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14
| LCD驱动程序设计
| 2
|
| √
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|
| √
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15
| USB鼠标驱动程序设计
| 2
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| √
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|
| √
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四、实验教学内容及学时分配：
实验1 简单字符设备驱动程序
1、实验目的
掌握简单字符设备驱动设计规范模式，设备节点创建方法，应用程序的编写方法。
2、主要实验仪器及材料
1) pc一台；
2) mini2410开发板一套；
3）安装RHEL5的vmware虚拟机
3、实验内容
在mini2440平台编写实现读、写和定位的字符设备驱动程序，并编写一应用程序测试驱动。
实验2 带并发控制的字符设备驱动程序
1、实验目的
掌握并发控制工作原理，实现信号量的竞争机制。
2、主要实验仪器及材料
1) pc一台；
2) mini2410开发板一套；
3）安装RHEL5的vmware虚拟机
3、实验内容
在mini2440平台编写实现读、写和定位的字符设备驱动程序，并编写一应用程序测试驱动。
实验3 带Ioctl命令的字符设备驱动
1、实验目的
掌握ioctl设备市县2时机，ioctl设备方法实现方式。
2、主要实验仪器及材料
1) pc一台；
2) mini2410开发板一套；
3）安装RHEL5的vmware虚拟机
3、实验内容
基于实验2，加入ioctl设备方法的支持，并设计应用程序测试ioctl功能。
实验4 设计阻塞型字符设备驱动
1、实验目的
掌握阻塞字符设备驱动工作原理、实现方式。
2、主要实验仪器及材料
1) pc一台；
2) mini2410开发板一套；
3）安装RHEL5的vmware虚拟机
3、实验内容
基于实验2， 将读、写实现成阻塞方式，并设计应用程序，测试阻塞型字符设备驱动的读写。
实验5 设计字符设备驱动的Poll函数
1、实验目的
掌握阻poll设备方法调用时机、实现方式。
2、主要实验仪器及材料
1) pc一台；
2) mini2410开发板一套；
3）安装RHEL5的vmware虚拟机
3、实验内容
基于实验2，添加poll设备方法，并设计应用程序，测试阻塞型字符设备驱动的读写。
实验6 自动创建设备文件
1、实验目的
掌握自动创建设备文件实现方式。
2、主要实验仪器及材料
1) pc一台；
2) mini2410开发板一套；
3）安装RHEL5的vmware虚拟机
3、实验内容
基于实验2，实现设备文件的自动创建，并设计应用程序测试驱动程序。
实验7 LED驱动程序设计
1、实验目的
掌握LED驱动程序设计方法。
2、主要实验仪器及材料
1) pc一台；
2) mini2410开发板一套；
3）安装RHEL5的vmware虚拟机
3、实验内容
./app-led 1 回车灯全亮;./app-led 0 回车 灯全熄了。
五、考核办法
1．教师对学生实验过程完成情况进行详细登记，记入实验成绩中。
2．学生完成实验后按要求撰写实验报告，根据实验报告确定每次实验的等级。
3．实验成绩按20%比例计入课程期评总成绩中。
六、实验指导书及主要参考书目
1、实验指导书
[1]自编《嵌入式Linux驱动开发》
2、主要参考书：
[1]刘洪涛,孙天泽.《嵌入式系统技术与设计》.北京:人民邮电出版社,2008
[2] Daniel P.Bovet;Marco Cesati著.陈莉君,张琼声,张宏伟译,《深入linux内核(第三版)》.中国电力出版社,2007
[3] [美]Christopher Halinan.《嵌入式Linux开发(英文版)》.人民邮电出版社,2008
[4]宋宝华.《Linux设备驱动开发详解（第二版）》.人民邮电出版社,2010.
主 撰 人： 刘泽平 审 核 人： 袁辉勇
2012.6
