BSP与设备驱动程序

Question

虽然理解每一个（或者可能不是），但我似乎还远远没有理解两者之间的实际差异。

根据我的理解，BSP是一个驱动程序和配置设置包，允许内核映像启动一个板（并且是其中的一部分）。 单个设备驱动程序在特定组件（HW）上运行，一端与核心内核连接，另一端与设备本身连接。

查看Linux内核，我不清楚BSP角色的起源和设备驱动程序角色的结束位置。具体来说，我习惯于每个图像每个板看到一个BSP，但是，通用Linux内核可以加载到具有相同图像的任何架构系列（很明显，对于不同的系列，有不同的图像：x86，amd64，arm， etc ...），其中特定的板和外围设备驱动程序是从initrd按需加载的。

是否有针对常见Linux内核发行版的BSP？ 或者BSP是否与特殊案例板相关？

这种行为在其他内核上是否类似？ VxWorks的？

最后一个，为了生成适合不同电路板的单个图像，合并不同的BSP / s是常见的吗？

Answer 1

我看到BSP和设备驱动程序之间的关系为＆＃34; has-a＆＃34; 。板级支持包包括设备驱动程序。

BSP与BSP之间的差异内核不容易区分。内核将指令转换为硬件。内核通常写入particular families of hardware，因此它们看起来并不像便携式或通用的那样。它相当于每个架构系列的代码的不同排列。

BSP就像反过来一样：它提供了工具和工具。使用该板的特定硬件集的说明。在特定的受控情况下，内核可以完成这项工作。但是BSP允许任何兼容的内核/ OS /应用程序堆栈使用该板，遵循其configuration instructions。

如果您只需要访问CPU周期＆amp;内存，可能是一些协议（USB，以太网，几种视频类型），具有广泛架构支持的内核非常棒，而且有一段时间，硬件抽象的广度被倒数第二。但现在，考虑到电路板可能有suite of sensors（加速度计，磁力计，陀螺仪，光线，接近度，大气压力等），电话，可能有多个CPU，多个GPU等等。如果/当有人使用这些特定的硬件包时，可以编写内核来提供VGA / DVI / HDMI / DisplayPort以及CPU / GPU组合的几种排列，但是为所有理论上下文编写支持是不切实际的，与使用为特定电路板构建的BSP相比。即便如此，那将是一个内核;该板能够支持Linux，Windows，Android，Symbian等等。

这就是为什么像Yocto这样的努力存在，以进一步解耦内核＆amp;硬件。 BSP使硬件集可扩展到内核/ os / app堆栈或两个以上，而内核使特定的os / app堆栈可在多个HW架构上移植。

Answer 2

根据我的经验，BSP是一个更大的范围。它包括bootloader，rootfs，内核和驱动程序等，这意味着拥有一个BSP使你的主板能够启动自己。驱动程序使设备工作，只是BSP的一部分。

司机不等于BSP。

Answer 3

今天，模块化是为了提高可重用性，嵌入式系统的软件开发通常分为三层。

• 内核（包含任务处理，调度，内存管理）
• 堆栈（设备驱动程序的上层，提供I2C，SPI，以太网，SDIO，串行，文件系统，网络等协议实现）
• BSP =设备驱动程序（可以访问硬件上任何控制器的寄存器，如I2C，SDIO，SPI，Ethernet_MAC，UART（串行）和中断处理（ISR）的寄存器。

Board Support Package（设备驱动程序）是软件层，随着每个板的变化而保持其他两个软件层不变。

Answer 4

Board支持包包括应用程序使用该板所需的所有内容。这些包括板上设备的设备驱动程序和应用程序员的实用程序软件。多媒体板上也有窗口环境。系统工程师可以进一步为电路板添加扩展。某些应用程序需要重新实现bsp的某些部分才能进行增强。在这里，bsp扮演参考实现的角色或这些要求的起点。

混淆在于商业模式。参考或开发板不是像移动设备那样的终端/消费者产品。它在设计和开发iPhone或三星Galaxy等产品方面发挥着重要作用。

在大多数情况下，通用bsp将缺乏优化，因此您只能期望新手模型的通用bsp或者为您完成优化。在廉价电路板的情况下，bsp非常通用，因为生产商将减少投资。

由于还有可用的微内核，因此不要过分强调内核和用户空间。这里的驱动程序是用户空间的一部分！再想想一个只有一段代码而没有内核的低功耗主板。因此，它归结为支持董事会完成工作的软件。

Answer 5

从设备驱动程序/内核模块执行硬件抽象的意义上来说，板级支持包和HAL（硬件抽象层）之间存在概念上的联系，并且板级支持包为设备驱动程序提供了接口，或者是硬件抽象层本身。

因此，基本上 BSP具有与DOS时代的BIOS类似的功能：

另外，BSP应该执行以下操作

• 初始化处理器
• 初始化公交车
• 初始化中断控制器
• 初始化时钟
• 初始化RAM设置
• 配置细分
• 从Flash加载并运行Bootloader

来自：https://en.wikipedia.org/wiki/Board_support_package

现代PC中的BIOS初始化并测试系统硬件 组件，并从大容量存储设备加载引导加载程序， 然后初始化操作系统。 在DOS时代，BIOS 为键盘，显示器和键盘提供了硬件抽象层 标准化接口的其他输入/输出（I / O）设备[设备驱动程序] 应用程序和操作系统。 系统在加载后不使用BIOS，而是访问 直接使用硬件组件。

来源：https://en.wikipedia.org/wiki/BIOS

另一方面是BSP中设备树的使用，设备树是描述机器硬件的统一或标准化概念：

U-boot引导加载程序并准备好发布

Doug Abbott，在Linux中用于嵌入式和实时应用程序（第四部分） 版），2018年

设备树

移植操作系统的最大问题之一是 Linux向新平台描述了硬件。 那是因为 硬件描述可能分散在几十个左右 设备驱动程序，内核和引导加载程序，仅举几例。 最终结果是这些各种软件成为 每个平台都独一无二，配置选项的数量会增加， 而且每个主板都需要一个唯一的内核映像。

有许多方法可以解决此问题。 “董事会支持包”或BSP的概念试图收集所有 将与硬件相关的代码放在一个文件中的几个文件中。它可能是 认为Linux内核源代码树的整个arch/子树 是一个巨大的主板支持包。

看看内核的arch/arm/子树。在那你会 找到大量形式为mach-*和plat-*的目录， 大概分别是“机器”和“平台”的缩写。大多数 这些目录中的文件提供了有关 ARM体系结构的特定实现。当然，每个 实现对配置的描述有所不同。

只有一种语言可以用来 清楚地描述计算机系统的硬件？那就是 设备树的前提和承诺。

系统中的外围设备可以沿数字进行表征 尺寸。例如，有字符设备与块设备。 有内存映射的设备，而那些通过 外部总线，例如I2C或USB。然后有平台设备和 可发现的设备。

可发现设备是指通过外部总线运行的设备，例如 PCI和USB，可以告诉系统它们是什么以及它们如何 配置。也就是说，它们可以被内核“发现”。有 确定了一个设备，加载 相应的驱动程序，然后询问设备以确定 其精确的配置。

另一方面，

平台设备缺少任何识别机制 他们自己。片上系统（SoC）实现，例如Sitara， 这些平台设备充斥着系统时钟，中断 控制器，GPIO，串行端口等。设备树 机制对于管理平台设备特别有用。

设备树的概念在内核的PowerPC分支中得到了发展， 这似乎是最常用的地方。实际上，现在 要求所有PowerPC平台将设备树传递给 内核在启动时。设备树的文本表示形式是 扩展名为.dts的文件。这些.dts文件通常位于 arch/$ARCH/boot/dts中的内核源代码树。

设备树是一种分层的数据结构，它描述了 设备集合和计算机系统的互连总线。 它被组织为从以“ /”表示的根开始的节点，只是 像根文件系统。每个节点都有一个名称，并由 是名称-值对的“属性”。它还可能包含“孩子” 节点。

清单15.1是从devicetree.org提取的示例设备树 网站。除了说明结构之外，它什么也没有做。在这里，我们 有两个名为node1和node2的节点。 node1有两个子节点，并且 node2有一个孩子。属性由名称=值表示。价值观 可以是字符串，字符串列表，包含的一个或多个数字值 用方括号或一个或多个用尖括号括起来的“单元格”表示。 如果属性通过以下方式传递布尔值，则该值也可以为空： 它的存在与否。

来源：https://www.sciencedirect.com/topics/computer-science/board-support-package

可以在引导时加载

通过设备树覆盖内核模块，即在RPi上向dtoverlay=lirc-rpi添加/boot/config.txt来加载lirc-pi内核模块/设备驱动程序：

将来的默认config.txt可能包含以下部分：

 # Uncomment some or all of these to enable the optional hardware interfaces
 #dtparam=i2c_arm=on
 #dtparam=i2s=on
 #dtparam=spi=on

如果您的叠加层定义了一些参数，则可以将其设置为 在以下这样的行上指定：

 dtoverlay=lirc-rpi 
 dtparam=gpio_out_pin=16 
 dtparam=gpio_in_pin=17
 dtparam=gpio_in_pull=down

来源：https://www.raspberrypi.org/documentation/configuration/device-tree.md

使用Yocto构建BSP时，将收集分散在设备驱动程序上的所有硬件信息，其中包括内核，引导加载程序……，这是开发人员指南，该方法说明如何在Yocto中完成 {{3 }}

[Yocto文档] ...指出BSP“ ...与 仅硬件特定的组件。在最终分发点，您 可以将BSP与构建系统和其他工具结合使用。 但是，重要的是要保持区别 恰好在某个特定末端组合在一起的独立组件 产品。

源：https://www.yoctoproject.org/docs/2.5/bsp-guide/bsp-guide.html

Answer 6

驱动程序是一个向内核说出类似设备行为的程序...设备可以是USB设备，相机或蓝牙，也可以是任何东西。根据操作的大小，我们分为三个字符，块，网络。但是它仅允许访问每个设备...仅配置设备而不配置内存，CPU速度。它不提供该处理器或控制器的指令。它在该处理器或控制器上工作。谁启用定义功能的微控制器，谁给出微控制器的起点，谁给出指令。现在来回答像BSP .............. Bsp是支持启动加载程序的板级支持软件包。它给出了系统的行为。 考虑两种情况，  1.一个人在电脑中有USB连接器选项都可以，这是第一种情况 2.其次是我有PC，只有一个板子在具有USB的板子中。该板子应该与USB通讯，我该怎么办...

1. 在这种情况下，我有一台装有os的PC，因此我无需考虑系统的行为。因此，我只启用了具有os操作系统的设备的行为

2. 在这里，开发板意味着带有所有外围设备的处理器.....在这种情况下，没有操作系统，因此我们需要制造或启用该设备的行为... < / p>