作者介紹

劉飛虎（kevin），擔任OpenHarmony社區(qū)SIG_DriverFramework組committer，主要負責傳感器驅(qū)動模型驅(qū)動開發(fā)工作，貢獻傳感器驅(qū)動模型驅(qū)動和加速度傳感器驅(qū)動。

概述

隨著物聯(lián)網(wǎng)，移動互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，在數(shù)字時代，傳感器在智能交通，智能工業(yè)，智能穿戴等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用空間。傳感器是檢測到被測量信息，將非電量信息轉(zhuǎn)換成電信號的檢測裝置。就像眼睛是人類心靈的窗戶，傳感器則是計算機感知世界萬物的眼睛。

近年來，傳感器技術(shù)和制造工藝的快速發(fā)展，目前市場可供開發(fā)者選擇的傳感器越來越多，比如：加速度傳感器，陀螺儀傳感器，磁力傳感器，溫度傳感器等類型。每種傳感器廠家都有各自的傳感器驅(qū)動。

在產(chǎn)品開發(fā)時就需要對不同廠家或者同一廠家的不同型號進行適配開發(fā)，就會增加開發(fā)者的開發(fā)難度。為了快速開發(fā)或者移植傳感器驅(qū)動，基于HDF（Hardware Driver Foundation）驅(qū)動框架開發(fā)了Sensor（傳感器）驅(qū)動模型。Sensor驅(qū)動模型主要為上層提供穩(wěn)定接口能力，對驅(qū)動開發(fā)者提供開放的接口實現(xiàn)和抽象的配置接口能力。

傳感器模型框架介紹

Sensor設(shè)備作為外接設(shè)備重要組成模塊，Sensor驅(qū)動模型為上層Sensor服務(wù)系統(tǒng)提供穩(wěn)定的Sensor基礎(chǔ)能力接口，包括Sensor列表查詢、Sensor啟停、Sensor訂閱及去訂閱，Sensor參數(shù)配置等功能。傳感器驅(qū)動模型總體框架如圖1所示。

圖1 傳感器驅(qū)動模型總體框架圖

Sensor驅(qū)動抽象模型主要位于OpenHarmony軟件的HAL層，其核心包括三個子模塊：

1）Sensor HDI子模塊：提供Sensor南向的標準接口定義和實現(xiàn)。

2）Sensor設(shè)備管理和通用配置子模塊：提供Sensor設(shè)備管理，Sensor通用配置能力，Sensor通用數(shù)據(jù)解析能力。

3）Sensor器件驅(qū)動子模塊：提供Sensor器件通用驅(qū)動和差異化驅(qū)動實現(xiàn)。

傳感器設(shè)備驅(qū)動模型介紹

Sensor設(shè)備作為外接設(shè)備重要組成模塊，通過Sensor驅(qū)動模型屏蔽硬件器件差異，為上層Sensor服務(wù)系統(tǒng)提供穩(wěn)定的Sensor基礎(chǔ)能力接口，包括Sensor列表查詢、Sensor啟停、Sensor訂閱及取消訂閱，Sensor參數(shù)配置等功能；

Sensor設(shè)備驅(qū)動的開發(fā)是基于HDF驅(qū)動框架基礎(chǔ)上，結(jié)合操作系統(tǒng)適配層（OSAL）和平臺驅(qū)動接口（比如I2C/SPI/UART總線等平臺資源）能力，屏蔽不同操作系統(tǒng)和平臺總線資源差異，實現(xiàn)Sensor驅(qū)動“一次開發(fā)，多系統(tǒng)部署”的目標。傳感器設(shè)備驅(qū)動模型框圖如圖2。

圖2 傳感器驅(qū)動模型框圖

Sensor驅(qū)動模型作為HDF框架中一個Device Host（驅(qū)動宿主），完成對Sensor設(shè)備管理，包括Sensor驅(qū)動加載，注冊，卸載，綁定，配置管理，接口發(fā)布。

Sensor驅(qū)動模型主要包括Sensor HDI子模塊，Sensor設(shè)備管理和通用配置子模塊和Sensor器件驅(qū)動子模塊。Sensor HDI子模塊抽象出Sensor設(shè)備的基本能力Sensor列表查詢、Sensor啟停、Sensor訂閱及取消訂閱，Sensor參數(shù)配置接口，接口和類型定義參考sensor_if.h和sensor_type.h。

Sensor設(shè)備管理和通用配置子模塊，其中，Sensor設(shè)備管理完成Sensor設(shè)備的注冊、管理能力，數(shù)據(jù)報告能力，接口定義參考sensor_device_if.h；通用配置子模塊完成寄存器配置操作接口抽象，Sensor HCS通用配置解析能力，接口定義參考sensor_config_parser.h、sensor_config_controller.h。Sensor器件驅(qū)動子模塊完成每類Sensor類型驅(qū)動的抽象和器件差異化驅(qū)動實現(xiàn)。

傳感器驅(qū)動模型工作流程解析

通過介紹Sensor驅(qū)動模型的加載以及運行流程，對模型內(nèi)部關(guān)鍵組件以及關(guān)聯(lián)組件之間的關(guān)系進行了劃分，整體加載流程如圖3。

圖3 Sensor驅(qū)動模型運行圖

Sensor驅(qū)動模型以標準系統(tǒng)Hi3516DV300產(chǎn)品中的加速度計驅(qū)動為例，介紹整個驅(qū)動加載及運行流程為：

1）從device info HCS 的Sensor Host里讀取Sensor設(shè)備管理配置信息。

2）HDF配置框架從HCB數(shù)據(jù)庫解析Sensor設(shè)備管理配置信息，并關(guān)聯(lián)到對應(yīng)設(shè)備驅(qū)動。

3）加載并初始化Sensor設(shè)備管理驅(qū)動。

4）Sensor設(shè)備管理驅(qū)動向HDI發(fā)布Sensor基礎(chǔ)能力接口。

5）從device info HCS 的Sensor Host里讀取加速度計驅(qū)動配置信息。

6）加載加速度抽象驅(qū)動，調(diào)用初始化接口，完成Sensor器件驅(qū)動資源分配和數(shù)據(jù)處理隊列創(chuàng)建。

7）從accel_xxx_config HCS里讀取加速度器件差異化驅(qū)動配置和私有化配置信息。

8）加速度計差異化驅(qū)動，調(diào)用通用配置解析接口，完成器件屬性信息解析，器件寄存器解析。

9）加速度計差異化驅(qū)動完成器件探測，并分配加速度傳感器配置資源，完成加速度計差異化接口注冊。

10）加速度器件探測成功之后，加速度差異化驅(qū)動通知加速度抽象驅(qū)動，注冊加速度設(shè)備到Sensor設(shè)備管理中。

為了讓開發(fā)者更清晰的了解Sensor驅(qū)動模型工作流程，本節(jié)將對Sensor驅(qū)動模型加載的關(guān)鍵流程代碼進行說明。

Sensor設(shè)備管理驅(qū)動實現(xiàn)

HDF驅(qū)動框架從device info HCS 的Sensor Host里讀取Sensor設(shè)備管理配置信息，加載并初始化Sensor設(shè)備管理驅(qū)動。

步驟1-步驟4實現(xiàn)關(guān)鍵代碼介紹如下，參考完整代碼實現(xiàn)路徑driversframeworkmodelsensordrivercommonsrcsensor_device_manager.c。

定義Sensor設(shè)備管理驅(qū)動對應(yīng)的HdfDriverEntry對象，其中Driver Entry入口函數(shù)定義如下：

struct HdfDriverEntry g_sensorDevManagerEntry = { .moduleVersion = 1， .moduleName = “HDF_SENSOR_MGR_AP”， // 值與設(shè)備信息HCS中的moduleName一樣 .Bind = BindSensorDevManager， .Init = InitSensorDevManager， .Release = ReleaseSensorDevManager，};

Sensor設(shè)備管理模塊負責系統(tǒng)中所有Sensor器件接口發(fā)布，在系統(tǒng)啟動過程中，HDF框架機制通過Sensor Host里設(shè)備HCS配置信息，加載設(shè)備管理驅(qū)動。

// Sensor host配置包含所有Sensor器件設(shè)備信息sensor ：： host { hostName = “sensor_host”; // host 名字 device_sensor_manager ：： device { // Sensor管理設(shè)備信息 device0 ：： deviceNode { policy = 1; // 發(fā)布策略，1表示對內(nèi)核態(tài)發(fā)布，2表示對用戶態(tài)和內(nèi)核態(tài)發(fā)布 priority = 100; // device的加載優(yōu)先級，同一host內(nèi)有效，值越小優(yōu)先級越高 preload = 0; // 設(shè)備驅(qū)動是否加載標志，0表示加載，2表示不加載 permission = 0664; // 驅(qū)動設(shè)備節(jié)點權(quán)限 moduleName = “HDF_SENSOR_MGR_AP”; // 驅(qū)動名稱，該字段的值必須和驅(qū)動入口結(jié)構(gòu)的moduleName值一致 serviceName = “hdf_sensor_manager_ap”;// 驅(qū)動對外發(fā)布服務(wù)的名稱，必須唯一 } }}

Sensor設(shè)備管理驅(qū)動DispatchSensor接口完成Sensor設(shè)備對外能力的發(fā)布，DispatchSensor接口實現(xiàn)如下：

static int32_t DispatchSensor（struct HdfDeviceIoClient *client， int32_t cmd， struct HdfSBuf *data， struct HdfSBuf *reply）{…… DLIST_FOR_EACH_ENTRY（pos， &manager-》sensorDevInfoHead， struct SensorDevInfoNode， node） { if （sensorId == pos-》devInfo.sensorInfo.sensorId） { // Dispatch函數(shù)處理Sensor對外發(fā)布的接口能力 ret = DispatchCmdHandle（&pos-》devInfo， data， reply）; （void）OsalMutexUnlock（&manager-》mutex）; return ret; } }…… return HDF_FAILURE;}int32_t BindSensorDevManager（struct HdfDeviceObject *device）{ CHECK_NULL_PTR_RETURN_VALUE（device， HDF_ERR_INVALID_PARAM）;……// 通過ioService.Dispatch注冊Sensor對外接口能力 manager-》ioService.Dispatch = DispatchSensor; manager-》device = device; device-》service = &manager-》ioService; g_sensorDeviceManager = manager; return HDF_SUCCESS;}

加速度計抽象驅(qū)動實現(xiàn)HDF驅(qū)動框架從device info HCS 的Sensor Host里讀取加速度計抽象驅(qū)動配置信息，加載并初始化加速度計抽象驅(qū)動，完成Sensor器件驅(qū)動資源分配和數(shù)據(jù)處理隊列創(chuàng)建。

步驟5-步驟6實現(xiàn)關(guān)鍵代碼介紹如下，參考完整代碼實現(xiàn)路徑driversframeworkmodelsensordriveraccelsensor_accel_driver.c。

定義加速度計抽象驅(qū)動對應(yīng)的HdfDriverEntry對象，其中，Driver Entry入口函數(shù)定義如下：

struct HdfDriverEntry g_sensorAccelDevEntry = { .moduleVersion = 1， .moduleName = “HDF_SENSOR_ACCEL”， // 值與設(shè)備信息HCS中的moduleName一樣 .Bind = AccelBindDriver， .Init = AccelInitDriver， .Release = AccelReleaseDriver，};

加速度計抽象驅(qū)動的配置信息在Sensor Host定義如下：

// Sensor Host配置包含所有Sensor器件設(shè)備信息sensor ：： host { hostName = “sensor_host”; // host 名字 device_sensor_accel ：： device { // Sensor管理設(shè)備信息 device0 ：： deviceNode { policy = 1; // 發(fā)布策略，1表示對內(nèi)核態(tài)發(fā)布服務(wù)，2表示對用戶態(tài)和內(nèi)核態(tài)發(fā)布 priority = 110; // device的加載優(yōu)先級，同一host內(nèi)有效，值越小優(yōu)先級越高 preload = 0; // 設(shè)備驅(qū)動是否加載標志，0表示加載，2表示不加載 permission = 0664; // 驅(qū)動設(shè)備節(jié)點權(quán)限 moduleName = “HDF_SENSOR_ACCEL”; // 驅(qū)動名稱，該字段的值必須和驅(qū)動入口結(jié)構(gòu)的moduleName值一致 serviceName = “hdf_sensor_accel”;// 驅(qū)動對外發(fā)布服務(wù)的名稱，必須唯一 } }}

不同型號的加速度器件在初始化時，會進行器件探測，探測器件是否在位，如果在位，會對加速度器件分配資源，用于存放器件HCS配置信息。加速度計抽象驅(qū)動提供初始化過程中器件探測，器件屬性配置，寄存器配置資源分配和釋放接口。

1、創(chuàng)建加速度配置數(shù)據(jù)接口

此接口在差異化器件驅(qū)動初始化時調(diào)用，解析器件HCS私有配置，讀取sensor的基本信息，總線方式，器件探測寄存器，并校驗器件是否在位。如果器件探測成功，完成加速度器件資源分配，并返回傳感器配置數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體地址。

struct SensorCfgData *AccelCreateCfgData（const struct DeviceResourceNode *node）{ struct AccelDrvData *drvData = AccelGetDrvData（）;…… // 器件是否已經(jīng)探測成功 if （drvData-》detectFlag） { HDF_LOGE（“%s： Accel sensor have detected”， __func__）; return NULL; }…… // 解析器件HCS私有配置，讀取sensor的基本信息，總線方式，器件探測寄存器。 if （GetSensorBaseConfigData（node， drvData-》accelCfg） ！= HDF_SUCCESS） { HDF_LOGE（“%s： Get sensor base config failed”， __func__）; goto BASE_CONFIG_EXIT; } // 器件探測并校驗器件是否在位 if （DetectSensorDevice（drvData-》accelCfg） ！= HDF_SUCCESS） { HDF_LOGI（“%s： Accel sensor detect device no exist”， __func__）; drvData-》detectFlag = false; goto BASE_CONFIG_EXIT; } // 器件在位，繼續(xù)解析剩余HCS寄存器配置。 drvData-》detectFlag = true; if （InitAccelAfterDetected（drvData-》accelCfg） ！= HDF_SUCCESS） { HDF_LOGE（“%s： Accel sensor detect device no exist”， __func__）; goto INIT_EXIT; } return drvData-》accelCfg;……}

2、釋放加速度配置數(shù)據(jù)接口

此接口在差異化器件驅(qū)動初始化失敗，或者加速度抽象驅(qū)動卸載時調(diào)用，釋放已分配的資源。

void AccelReleaseCfgData（struct SensorCfgData *accelCfg）{ CHECK_NULL_PTR_RETURN（accelCfg）; （void）DeleteSensorDevice（&accelCfg-》sensorInfo）; ReleaseSensorAllRegConfig（accelCfg）; （void）ReleaseSensorBusHandle（&accelCfg-》busCfg）; accelCfg-》root = NULL; （void）memset_s（&accelCfg-》sensorInfo， sizeof（struct SensorBasicInfo）， 0， sizeof（struct SensorBasicInfo））; （void）memset_s（&accelCfg-》busCfg， sizeof（struct SensorBusCfg）， 0， sizeof（struct SensorBusCfg））; （void）memset_s（&accelCfg-》sensorAttr， sizeof（struct SensorAttr）， 0， sizeof（struct SensorAttr））;}

3、注冊加速度差異化接口

此接口在差異化器件驅(qū)動初始化成功時，注冊差異實現(xiàn)接口，方便實現(xiàn)器件差異的驅(qū)動接口，此接口支持擴展。

int32_t AccelRegisterChipOps（const struct AccelOpsCall *ops）{ struct AccelDrvData *drvData = AccelGetDrvData（）;…… drvData-》ops.Init = NULL; drvData-》ops.ReadData = ops-》ReadData; return HDF_SUCCESS;}

加速度計差異化驅(qū)動實現(xiàn)

加速度計差異化驅(qū)動主要實現(xiàn)因為器件差異無法通過加速度計HCS差異化配置文件實現(xiàn)的能力接口。HDF驅(qū)動框架從device info HCS 的Sensor Host里讀取加速度計差異化驅(qū)動配置信息，加載并初始化加速度計抽象驅(qū)動，完成器件探測，并分配加速度傳感器配置資源，完成加速度計差異化接口注冊。另外，初始化過程中會從accel_xxx_config HCS里讀取私有化配置信息。

步驟7-步驟9實現(xiàn)關(guān)鍵代碼介紹如下，參考完整代碼實現(xiàn)路徑driversframeworkmodelsensordriveraccelsensor_accel_driver.c。

定義加速度計差異化驅(qū)動對應(yīng)的HdfDriverEntry對象，其中，Driver Entry入口函數(shù)定義如下：

struct HdfDriverEntry g_accelBmi160DevEntry = { .moduleVersion = 1， .moduleName = “HDF_SENSOR_ACCEL_BMI160”， // 值與設(shè)備信息HCS中的moduleName一樣 .Bind = Bmi160BindDriver， .Init = Bmi160InitDriver， .Release = Bmi160ReleaseDriver，

加速度計差異化驅(qū)動的配置信息在Sensor Host定義如下：

// Sensor Host配置包含所有Sensor器件設(shè)備信息sensor ：： host { hostName = “sensor_host”; // host 名字 device_sensor_accel ：： device { // Sensor管理設(shè)備信息 device0 ：： deviceNode { policy = 1; // 發(fā)布策略，1表示對內(nèi)核態(tài)發(fā)布 priority = 120; // device的加載優(yōu)先級，同一host內(nèi)有效，值越小優(yōu)先級越高 preload = 0; // 設(shè)備驅(qū)動是否加載標志，0表示加載，2表示不加載 permission = 0664; // 驅(qū)動設(shè)備節(jié)點權(quán)限 moduleName = “HDF_SENSOR_ACCEL_BMI160”; // 驅(qū)動名稱，該字段的值必須和驅(qū)動入口結(jié)構(gòu)的moduleName值一致 serviceName = “hdf_accel_bmi160”;// 驅(qū)動對外發(fā)布服務(wù)的名稱，必須唯一 deviceMatchAttr = “hdf_sensor_accel_bmi160_driver”; } }}

加速度計私有化配置信息主要包括總線信息，sensor信息，sensor寄存器等資源信息。加速度計私有化配置信息在如下路徑vendorhisiliconHi3516DV300hdf_configkhdfsensoraccelaccel_bmi160_config.hcs。

為了方面開發(fā)者使用傳感器HCS私有配置，在sensor_common.hcs里面定義通用的傳感器配置模板，其他器件直接引用模板修改對應(yīng)的屬性值，如果需要新增功能，可以在私有的配置文件里擴展新的節(jié)點即可。

// accel sensor common config templateroot { sensorConfig { template sensorInfo { //在注冊設(shè)備時需要解析傳感器配置信息 sensorName = “accelerometer”; // 器件名字 vendorName = “vendor_xxx”; // 器件廠商名字 firmwareVersion = “1.0”;// 固件版本 hardwareVersion = “1.0”;// 硬件版本 sensorTypeId = 1; // 傳感器設(shè)備注冊時定義的類型，必須是系統(tǒng)定義類型enum SensorTypeTag sensorId = 1; // 用戶自定義傳感器ID，兼容不同廠商定義，ID值要求全局唯一，無特殊要求默認和sensorTypeId保持一致，設(shè)備訪問時采用SensorId作為系統(tǒng)中器件唯一標識 maxRange = 0; // 最大量程，根據(jù)器件需要定義 accuracy = 0; // 精度值，根據(jù)器件需要定義 power = 0; // 功耗（uA），根據(jù)器件需要定義 } template sensorBusConfig { // 器件支持的總線信息 busType = 0; // 0:i2c 1:spi busNum = 6; // 總線號 busAddr = 0; // 總線地址 regWidth = 1;// 數(shù)據(jù)寬度 regBigEndian = 0;// 字節(jié)序 } template sensorAttr { chipName = “”;// 器件名字 chipIdRegister = 0xf;// 器件探測地址 chipIdValue = 0xd1;// 器件探測校驗值 } }}

每個Sensor器件都要根據(jù)業(yè)務(wù)需求增加或者修改對應(yīng)的Sensor 寄存器分組以滿足器件業(yè)務(wù)需求，當前基本業(yè)務(wù)分組如下：

enum SensorRegOpsType { SENSOR_INIT_GROUP = 0， // 初始寄存器組 SENSOR_ENABLE_GROUP， // 使能寄存器組 SENSOR_DISABLE_GROUP， // 去使能寄存器組 SENSOR_GROUP_MAX， };

通用配置子模塊提供寄存器配置操作和HCS通用配置解析接口。驅(qū)動開發(fā)者基于通用Sensor HCS配置模板實現(xiàn)的HCS，無需實現(xiàn)解析接口，直接調(diào)用如下抽象接口解析即可。

1、傳感器設(shè)備HCS抽象接口

Sensor器件驅(qū)動模型提供設(shè)備資源通用接口，解析配置文件中的通用節(jié)點信息。配置接口會在驅(qū)動加載過程中初始化的兩個階段調(diào)用，第一個階段調(diào)用GetSensorBaseConfigData接口，解析設(shè)備資源HCS中的節(jié)點（sensorInfo，sensorBusConfig，sensorAttr）信息。

第二個階段在Sensor器件探測成功之后，調(diào)用ParseSensorRegConfig接口，解析Sensor寄存器配置信息。最后器件驅(qū)動卸載時調(diào)用ReleaseSensorAllRegConfig接口釋放所有配置資源。接口定義在sensor_config_parser.h文件。

傳感器基本配置數(shù)據(jù)解析接口函數(shù)定義int32_t GetSensorBaseConfigData（const struct DeviceResourceNode *node， struct SensorCfgData *config）;傳感器寄存器配置數(shù)據(jù)解析接口函數(shù)定義int32_t ParseSensorRegConfig（struct SensorCfgData *config）;釋放傳感器所有配置數(shù)據(jù)接口函數(shù)定義void ReleaseSensorAllRegConfig（struct SensorCfgData *config）;傳感器器件探測在位接口int32_t DetectSensorDevice（struct SensorCfgData *config）;

2、傳感器讀寫寄存器接口

器件驅(qū)動開發(fā)時，需要用到不同總線接口，配置器件。由于不同操作系統(tǒng)或者平臺，總線接口總是有差異，導(dǎo)致開發(fā)過程中，需要不斷地進行適配修改。傳感器驅(qū)動模型依賴HDF框架提供的平臺接口能力，封裝了傳感器器讀寫設(shè)備的接口，支持的總線有I2C，SPI接口。

讀傳感器寄存器接口函數(shù)定義int32_t ReadSensor（struct SensorBusCfg *busCfg， uint16_t regAddr， uint8_t *data， uint16_t dataLen）;讀傳感器寄存器接口函數(shù)定義int32_t WriteSensor（struct SensorBusCfg *busCfg， uint8_t *writeData， uint16_t len）;

Sensor設(shè)備管理能力接口

加速度器件探測成功之后，加速度差異化驅(qū)動通知加速度抽象驅(qū)動，注冊加速度設(shè)備到Sensor設(shè)備管理中，對應(yīng)步驟10。Sensor設(shè)備管理模塊還提供如下接口能力：

1、注冊設(shè)備

設(shè)備注冊接口AddSensorDevice把加速度計設(shè)備信息注冊到Sensor設(shè)備管理模塊。調(diào)用注冊設(shè)備函數(shù)時，系統(tǒng)要求sensorTpyeId和sensorId全局唯一，并實現(xiàn)Sensor信息和Sensor接口，才能確保Sensor設(shè)備注冊成功。

struct SensorOps { int32_t （*Enable）（void）; // 使能傳感器 int32_t （*Disable）（void）;// 使能傳感器 int32_t （*SetBatch）（int64_t samplingInterval， int64_t reportInterval）;// 配置傳感器采樣率和上報時延 int32_t （*SetMode）（int32_t mode）;// 配置傳感器模式 int32_t （*SetOption）（uint32_t option）;// 配置傳感器可選項參數(shù)};struct SensorDeviceInfo { struct SensorBasicInfo sensorInfo; // 傳感器信息，包括傳感器名字，廠商名，傳感類型ID，傳感ID等信息

注冊設(shè)備接口函數(shù)定義如下：

int32_t AddSensorDevice（const struct SensorDeviceInfo *deviceInfo）;

2、刪除設(shè)備

設(shè)備注冊失敗或者驅(qū)動需要卸載時，需要刪除注冊到Sensor設(shè)備管理里的設(shè)備信息。調(diào)用DeleteSensorDevice接口完成設(shè)備信息的刪除。

int32_t DeleteSensorDevice（const struct SensorBasicInfo *sensorBaseInfo）;

3、設(shè)備數(shù)據(jù)報告

Sensor設(shè)備管理模塊提供了抽象的數(shù)據(jù)上報接口，器件驅(qū)動產(chǎn)生數(shù)據(jù)事件后，調(diào)用ReportSensorEvent接口，把數(shù)據(jù)事件上報給Sensor服務(wù)端

上報數(shù)據(jù)事件格式定義如下：

// 傳感器數(shù)據(jù)上報事件struct SensorReportEvent { int32_t sensorId; // 用戶自定義傳感器ID，兼容不同廠商定義，ID值要求全局唯一，無特殊要求默認和sensorTypeId保持一致，設(shè)備訪問時采用SensorId作為系統(tǒng)中器件唯一標識 int32_t version; // 傳感器版本號，有HAL層定義 int64_t timestamp; // 采樣數(shù)據(jù)產(chǎn)生時的時間戳 uint32_t option; // 傳感器可選配置，如量程，精度 int32_t mode; // 傳感器數(shù)據(jù)上報模式 uint8_t *data; // 采樣數(shù)據(jù)，根據(jù)器件特性定義傳感器數(shù)據(jù)格式和單位，此數(shù)據(jù)可以是一組采樣數(shù)據(jù)或者多組采樣數(shù)據(jù) uint32_t dataLen; // 采樣數(shù)據(jù)存儲長度

數(shù)據(jù)事件上報接口函數(shù)定義如下：

int32_t ReportSensorEvent（const struct SensorReportEvent *events）;

對于Sensor驅(qū)動模型來說，已經(jīng)實現(xiàn)了Sensor HDI接口定義，設(shè)備管理驅(qū)動和通用配置解析接口，及一些平臺無關(guān)的讀寫寄存的接口能力，驅(qū)動開發(fā)者新增一款傳感器器件，只需要實現(xiàn)文件里struct SensorOps結(jié)構(gòu)體定義接口，并調(diào)用AddSensorDevice接口添加。

傳感器驅(qū)動開發(fā)指導(dǎo)

本示例介紹新開發(fā)一款加速度BMI160器件傳感器驅(qū)動的實現(xiàn)步驟為例。設(shè)備的通訊方式采用I2C總線方式。

加速計傳感器驅(qū)動開發(fā)主要包括兩個部分：加速度抽象驅(qū)動和加速度差異化驅(qū)動。

1）基于HDF驅(qū)動框架，按照驅(qū)動Driver Entry程序，完成加速度抽象驅(qū)動開發(fā)，主要有Bind，Init，Release，Dispatch函數(shù)接口實現(xiàn)。

2）完成加速度傳感器驅(qū)動的設(shè)備信息配置。

3）完成加速度抽象驅(qū)動內(nèi)部接口開發(fā)，包括定時器，工作隊列，Enable，Disable，SetBatch，SetMode，SetOption，AccelCreateCfgData，AccelReleaseCfgData，AccelRegisterChipOps接口實現(xiàn)。

4）基于HDF驅(qū)動框架，按照驅(qū)動Driver Entry程序，完成加速度差異化驅(qū)動開發(fā)，主要有Bind，Init，Release，Dispatch函數(shù)接口實現(xiàn)。

5）完成加速度傳感器差異化驅(qū)動中差異化接口ReadData函數(shù)實現(xiàn)。

6）新增文件腳本適配。

加速度抽象驅(qū)動實現(xiàn)示例

定義加速度抽象驅(qū)動對應(yīng)的HdfDriverEntry對象，其中Driver Entry入口函數(shù)定義如下：

struct HdfDriverEntry g_sensorAccelDevEntry = { .moduleVersion = 1， .moduleName = “HDF_SENSOR_ACCEL”， .Bind = BindAccelDriver， .Init = InitAccelDriver， .Release = ReleaseAccelDriver，};HDF_INIT（g_sensorAccelDevEntry）;

Bind接口實現(xiàn)驅(qū)動接口實例化，實現(xiàn)示例：

int32_t AccelBindDriver（struct HdfDeviceObject *device）{ CHECK_NULL_PTR_RETURN_VALUE（device， HDF_ERR_INVALID_PARAM）; // 私有數(shù)據(jù)分配資源 struct AccelDrvData *drvData = （struct AccelDrvData *）OsalMemCalloc（sizeof（*drvData））; …… // 需要發(fā)布接口函數(shù) drvData-》ioService.Dispatch = DispatchAccel; drvData-》device = device; device-》service = &drvData-》ioService; g_accelDrvData = drvData; return HDF_SUCCESS;}

Init接口實現(xiàn)驅(qū)動接口實例化，實現(xiàn)示例：

int32_t AccelInitDriver（struct HdfDeviceObject *device）{ …… // 工作隊列資源初始化 if （InitAccelData（drvData） ！= HDF_SUCCESS） { HDF_LOGE（“%s： Init accel config failed”， __func__）; return HDF_FAILURE; } // 分配加速度配置信息資源 drvData-》accelCfg = （struct SensorCfgData *）OsalMemCalloc（sizeof（*drvData-》accelCfg））; if （drvData-》accelCfg == NULL） { HDF_LOGE（“%s： Malloc accel config data failed”， __func__）; return HDF_FAILURE; } // 掛接寄存器分組信息 drvData-》accelCfg-》regCfgGroup = &g_regCfgGroup［0］; …… return HDF_SUCCESS;}

Release接口在驅(qū)動卸載或者Init執(zhí)行失敗時，會調(diào)用此接口釋放資源：

void AccelReleaseDriver（struct HdfDeviceObject *device）{ CHECK_NULL_PTR_RETURN（device）; struct AccelDrvData *drvData = （struct AccelDrvData *）device-》service; CHECK_NULL_PTR_RETURN（drvData）; // 器件在位，釋放已分配資源 if （drvData-》detectFlag） { AccelReleaseCfgData（drvData-》accelCfg）; } OsalMemFree（drvData-》accelCfg）; drvData-》accelCfg = NULL; // 器件在位，銷毀工作隊列資源 HdfWorkDestroy（&drvData-》accelWork）; HdfWorkQueueDestroy（&drvData-》accelWorkQueue）; OsalMemFree（drvData）;}

加速度抽象驅(qū)動配置示例

加速度計設(shè)備配置信息在device_info.hcs文件Sensor_host里面，配置HCS文件在源碼倉位置為

// accel器件設(shè)備信息device_sensor_accel ：： device { device0 ：： deviceNode { policy = 1; // 加速計直接注冊到sensor管理模塊，無需對用戶態(tài)發(fā)布 priority = 110; // 優(yōu)先級105低于Sensor管理模塊優(yōu)先級100 preload = 0; permission = 0664; moduleName = “HDF_SENSOR_ACCEL”;// 加速計驅(qū)動名稱 serviceName = “sensor_accel”;// 加速計驅(qū)動對外發(fā)布的服務(wù)名稱 deviceMatchAttr = “hdf_sensor_accel_driver”; // 驅(qū)動私有數(shù)據(jù)匹配的關(guān)鍵字，必須和驅(qū)動私有數(shù)據(jù)配置表中的match_attr值相等 }}

vendorhisiliconHi3516DV300hdf_configkhdfdevice_infodevice_info.hcs：

加速度抽象驅(qū)動內(nèi)部接口開發(fā)實現(xiàn)示例

提供給差異化驅(qū)動的初始化接口，完成加速度器件基本配置信息解析（加速度信息，加速度總線配置，加速度器件探測寄存器配置），器件探測，器件寄存器解析。

static int32_t InitAccelAfterDetected（struct SensorCfgData *config）{ struct SensorDeviceInfo deviceInfo; CHECK_NULL_PTR_RETURN_VALUE（config， HDF_ERR_INVALID_PARAM）; // 初始化加速度計接口函數(shù) if （InitAccelOps（config， &deviceInfo） ！= HDF_SUCCESS） { HDF_LOGE（“%s： Init accel ops failed”， __func__）; return HDF_FAILURE; } // 注冊加速度計設(shè)備到傳感器管理模塊 if （AddSensorDevice（&deviceInfo） ！= HDF_SUCCESS） { HDF_LOGE（“%s： Add accel device failed”， __func__）; return HDF_FAILURE; } // 器件寄存器解析 if （ParseSensorRegConfig（config） ！= HDF_SUCCESS） { HDF_LOGE（“%s： Parse sensor register failed”， __func__）; （void）DeleteSensorDevice（&config-》sensorInfo）; ReleaseSensorAllRegConfig（config）; return HDF_FAILURE; } return HDF_SUCCESS;}struct SensorCfgData *AccelCreateCfgData（const struct DeviceResourceNode *node）{ …… // 如果探測不到器件在位，返回進行下個器件探測 if （drvData-》detectFlag） { HDF_LOGE（“%s： Accel sensor have detected”， __func__）; return NULL; } if （drvData-》accelCfg == NULL） { HDF_LOGE（“%s： Accel accelCfg pointer NULL”， __func__）; return NULL; } // 設(shè)備基本配置信息解析 if （GetSensorBaseConfigData（node， drvData-》accelCfg） ！= HDF_SUCCESS） { HDF_LOGE（“%s： Get sensor base config failed”， __func__）; goto BASE_CONFIG_EXIT; } // 如果探測不到器件在位，返回進行下個器件探測 if （DetectSensorDevice（drvData-》accelCfg） ！= HDF_SUCCESS） { HDF_LOGI（“%s： Accel sensor detect device no exist”， __func__）; drvData-》detectFlag = false; goto BASE_CONFIG_EXIT; } drvData-》detectFlag = true; // 器件寄存器解析 if （InitAccelAfterDetected（drvData-》accelCfg） ！= HDF_SUCCESS） { HDF_LOGE（“%s： Accel sensor detect device no exist”， __func__）; goto INIT_EXIT; } return drvData-》accelCfg; ……}

加速度計差異化驅(qū)動實現(xiàn)示例

定義加速度差異化驅(qū)動對應(yīng)的HdfDriverEntry對象，其中Driver Entry入口函數(shù)定義如下：

struct HdfDriverEntry g_accelBmi160DevEntry = { .moduleVersion = 1， .moduleName = “HDF_SENSOR_ACCEL_BMI160”， .Bind = Bmi160BindDriver， .Init = Bmi160InitDriver， .Release = Bmi160ReleaseDriver，};HDF_INIT（g_accelBmi160DevEntry）;

Bind驅(qū)動接口實例化，實現(xiàn)示例：

int32_t Bmi160BindDriver（struct HdfDeviceObject *device）{ CHECK_NULL_PTR_RETURN_VALUE（device， HDF_ERR_INVALID_PARAM）; struct Bmi160DrvData *drvData = （struct Bmi160DrvData *）OsalMemCalloc（sizeof（*drvData））; if （drvData == NULL） { HDF_LOGE（“%s： Malloc Bmi160 drv data fail”， __func__）; return HDF_ERR_MALLOC_FAIL; } drvData-》ioService.Dispatch = DispatchBMI160; drvData-》device = device; device-》service = &drvData-》ioService; g_bmi160DrvData = drvData; return HDF_SUCCESS;}

Init驅(qū)動接口實例化，實現(xiàn)示例：

int32_t Bmi160InitDriver（struct HdfDeviceObject *device）{ …… // 加速度計差異化初始化配置 ret = InitAccelPreConfig（）; if （ret ！= HDF_SUCCESS） { HDF_LOGE（“%s： Init BMI160 bus mux config”， __func__）; return HDF_FAILURE; } // 創(chuàng)建傳感器配置數(shù)據(jù)接口，完成器件探測，私有數(shù)據(jù)配置解析 drvData-》sensorCfg = AccelCreateCfgData（device-》property）; if （drvData-》sensorCfg == NULL） { return HDF_ERR_NOT_SUPPORT; } // 注冊差異化接口 ops.Init = NULL; ops.ReadData = ReadBmi160Data; ret = AccelRegisterChipOps（&ops）; if （ret ！= HDF_SUCCESS） { HDF_LOGE（“%s： Register BMI160 accel failed”， __func__）; return HDF_FAILURE; } // 初始化器件配置 ret = InitBmi160（drvData-》sensorCfg）; if （ret ！= HDF_SUCCESS） { HDF_LOGE（“%s： Init BMI160 accel failed”， __func__）; return HDF_FAILURE; } return HDF_SUCCESS;}

Release驅(qū)動接口實例化，實現(xiàn)示例：

void Bmi160ReleaseDriver（struct HdfDeviceObject *device）{ CHECK_NULL_PTR_RETURN（device）; struct Bmi160DrvData *drvData = （struct Bmi160DrvData *）device-》service; CHECK_NULL_PTR_RETURN（drvData）; AccelReleaseCfgData（drvData-》sensorCfg）; drvData-》sensorCfg = NULL; OsalMemFree（drvData）;}

加速度計差異化驅(qū)動私有HCS配置實現(xiàn)示例

加速度計器件私有HCS配置在如下路徑vendorhisiliconHi3516DV300hdf_configkhdfsensoraccelaccel_bmi160_config.hcs。為了方面開發(fā)者使用傳感器HCS配置，在accel_config.hcs里面配置通用的傳感器模板，加速度計器件直接引用模板并修改對應(yīng)的屬性值，在此基礎(chǔ)上新增寄存器配置，生成accel_bmi160_config.hcs配置文件。

#include “accel_config.hcs”root { accel_bmi160_chip_config ： sensorConfig { match_attr = “hdf_sensor_accel_bmi160_driver”; sensorInfo ：： sensorDeviceInfo { vendorName = “borsh_bmi160”; // max string length is 16 bytes sensorTypeId = 1; // enum SensorTypeTag sensorId = 1; // user define sensor id } sensorBusConfig：： sensorBusInfo { busType = 0; // 0:i2c 1:spi busNum = 6; busAddr = 0x68; regWidth = 1; // 1btye } sensorIdAttr ：： sensorIdInfo{ chipName = “bmi160”; chipIdRegister = 0x00; chipIdValue = 0xd1; } sensorRegConfig { /* regAddr： register address value： config register value len： size of value mask： mask of value delay： config register delay time （ms） opsType： enum SensorOpsType 0-none 1-read 2-write 3-read_check 4-update_bit calType： enum SensorBitCalType 0-none 1-set 2-revert 3-xor 4-left shift 5-right shift shiftNum： shift bits debug： 0-no debug 1-debug save： 0-no save 1-save */ /* regAddr， value， mask， len， delay， opsType， calType， shiftNum， debug， save */ // 初始化寄存器組 initSeqConfig = ［ 0x7e， 0xb6， 0xff， 1， 5， 2， 0， 0， 0， 0， 0x7e， 0x10， 0xff， 1， 5， 2， 0， 0， 0， 0 ］; // 使能寄存器組 enableSeqConfig = ［ 0x7e， 0x11， 0xff， 1， 5， 2， 0， 0， 0， 0， 0x41， 0x03， 0xff， 1， 0， 2， 0， 0， 0， 0， 0x40， 0x08， 0xff， 1， 0， 2， 0， 0， 0， 0 ］; // 去使能寄存器組 disableSeqConfig = ［ 0x7e， 0x10， 0xff， 1， 5， 2， 0， 0， 0， 0 ］; } }}

加速度計差異化函數(shù)接口實現(xiàn)示例

需要開發(fā)者實現(xiàn)的ReadBmi160Data接口函數(shù)，在Bmi160InitDriver函數(shù)里面注冊此函數(shù)。

int32_t ReadBmi160Data（struct SensorCfgData *data）{ int32_t ret; struct AccelData rawData = { 0， 0， 0 }; int32_t tmp［ACCEL_AXIS_NUM］; struct SensorReportEvent event; （void）memset_s（&event， sizeof（event）， 0， sizeof（event））; ret = ReadBmi160RawData（data， &rawData， &event.timestamp）; if （ret ！= HDF_SUCCESS） { HDF_LOGE（“%s： BMI160 read raw data failed”， __func__）; return HDF_FAILURE; } event.sensorId = SENSOR_TAG_ACCELEROMETER; event.option = 0; event.mode = SENSOR_WORK_MODE_REALTIME; …… ret = ReportSensorEvent（&event）; if （ret ！= HDF_SUCCESS） { HDF_LOGE（“%s： BMI160 report data failed”， __func__）; } return ret;}

適配編譯入口示例

傳感器驅(qū)動實現(xiàn)在內(nèi)核態(tài)，代碼參與編譯是通過適配makefile實現(xiàn)，并通過內(nèi)核模塊宏定義，控制加速度設(shè)備驅(qū)動是否參與編譯。

標準系統(tǒng)Linux內(nèi)核加速度模塊配置宏定義CONFIG_DRIVERS_HDF_SENSOR_ACCEL、CONFIG_DRIVERS_HDF_SENSOR_ACCEL_BMI160在kernel/linux/config/linux-4.19/arch/arm/configs/hi3516dv300_standard_defconfig文件，若開啟模塊則CONFIG_DRIVERS_HDF_SENSOR_ACCEL=y，

SENSOR_ROOT_DIR = 。。/。。/。。/。。/。。/framework/model/sensor/driverobj-$（CONFIG_DRIVERS_HDF_SENSOR） += $（SENSOR_ROOT_DIR）/common/src/sensor_config_controller.o $（SENSOR_ROOT_DIR）/common/src/sensor_config_parser.o $（SENSOR_ROOT_DIR）/common/src/sensor_device_manager.o $（SENSOR_ROOT_DIR）/common/src/sensor_platform_if.o obj-$（CONFIG_DRIVERS_HDF_SENSOR_ACCEL） += $（SENSOR_ROOT_DIR）/accel/sensor_accel_driver.oobj-$（CONFIG_DRIVERS_HDF_SENSOR_ACCEL_BMI160） += $（SENSOR_ROOT_DIR）/chipset/accel/accel_bmi160.occflags-y += -Idrivers/hdf/framework/model/sensor/driver/include -Idrivers/hdf/framework/model/sensor/driver/common/include -Idrivers/hdf/framework/model/sensor/driver/chipset/accel -Idrivers/hdf/framework/model/sensor/driver/accel -Idrivers/hdf/framework/include/core -Idrivers/hdf/framework/core/common/include/host -Idrivers/hdf/framework/include/utils -Idrivers/hdf/framework/include/osal -Idrivers/hdf/framework/ability/sbuf/include -Idrivers/hdf/framework/include/platform -Idrivers/hdf/framework/include/config -Idrivers/hdf/khdf/osal/include -I$（PROJECT_ROOT）/third_party/bounds_checking_function/include

CONFIG_DRIVERS_HDF_SENSOR_ACCEL_BMI160=y，若關(guān)閉模塊則刪除宏即可。

Makefile腳本入口在drivers/adapter/khdf路徑下，根據(jù)不同操作系統(tǒng)選擇不同目錄，以標準系統(tǒng)為例說明腳本適配步驟，腳本路徑如下/drivers/adapter/khdf/linux/model/sensor/Makefile。

總結(jié)

本文主要和大家分享傳感器驅(qū)動模型，重點分析傳感驅(qū)動模型框架原理和傳感器抽象驅(qū)動適配開發(fā)過程。以開源板Hi3516DV300標準系統(tǒng)版本加速度計為例進行了詳細的代碼說明，希望通過本文檔您能初步掌握基于HDF框架的傳感器設(shè)備的開發(fā)步驟與流程。關(guān)于傳感器驅(qū)動框架的更多分析，請關(guān)注后續(xù)文章。

代碼參考原文鏈接：傳送門

編輯：jq