###課程目標### 了解嵌入式各種周邊硬體的運作原理。 運用 C 語言技術編修、調整驅動程式。 能撰寫 Linux 驅動程式，並控制各種周邊。 了解 Linux 中如何撰寫中斷、多工、或存取記憶體相關程式。 ###課程對象### * 已經有 C 語言程式基礎，想學習如何撰寫程式操控整個嵌入式系統硬體的學員。 * 對嵌入式程式設計有興趣者。 * 有心朝嵌入式軟體工程師領域邁進的學員。 * 未來對於進入 Embedded Linux 相關工程師有興趣者。 ###課程內容### 第一章　驅動程式概論 * 何謂驅動程式 * 是否一定要有作業系統 * 撰寫驅動程式應考慮的事項 * 編寫驅動程式的技術基礎 第二章　驅動程式開發簡介 * 撰寫驅動程式的方法 * 「模組（Driver Module）」介紹 * Linux 驅動程式的分類 * User Space 驅動程式 第三章　開發環境設定 * 作業系統 * 文字編輯器 * 編譯器 * 核心原始碼 * 開發板執行環境 * 驗證環境安裝是否正確 第四章　您的第一個驅動程式 * Hello! World! 模組 * 將驅動程式編譯為模組 * 由模組外傳入參數 第五章　核心基礎資料結構 * 一般資料型別 * 核心資料型別 * 檔案系統相關資料結構：inode, dentry, file * 核心內常用資料結構：list_head, klist, kobject, kset, subsystem 第六章　裝置驅動程式模型 * 裝置驅動程式模型簡介 * udev 裝置檔案系統簡介 * sysfs * udev 相關結構體：device, device_driver, bus_type, class 第七章　字元驅動程式 * 字元驅動程式簡介 * cdev 結構體介紹 * 裝置編號介紹 * file_operations 結構體介紹 * 範例：globalmem 第八章　並行控制 * 並行控制簡介：並行控制與競爭條件 * 並行控制基本機制 * – 中斷抑制（Interrupt Disable） * – 單體操作（Atomic Operations） * 自旋鎖系列 * – Spin Lock * – Read-Write Spin Lock * – Seqlock * – Read-Copy-Update (RCU) * 信號體系列 * – Semaphore * – Completion * – Read-Write Semaphore * – Mutex 第九章　阻塞與非阻塞式 I/O * 簡介 * 阻塞式 I/O：等候佇列（Waiting Queue） * – 資料結構介紹：wait_queue_head_t, wait_queue_t * – 定義與初始化 * – 增減等候佇列內的項目 * – 休眠與喚醒佇列內的項目 * – 範例 * 非阻塞式 I/O：輪詢（Polling） * – 基本原理 * – 相關函式：select(), poll(), epoll() * – 範例 第十章　阻塞與非阻塞式 I/O * 信號通知（Signaling） * 如何使驅動程式支援非同步 I/O * 範例 第十一章　中斷 * 中斷簡介 * Linux 中斷機制：頂部/底部中斷 * Linux 中斷實作 * 中斷共享 * 實例 第十二章　記憶體存取 * Linux 記憶體管理原理與各種位址空間 * – Physical Address * – Bus Address * – Kernel Logical Address * – Kernel Virtual Address * – User Virtual Address * 核心記憶體申請：kmalloc() / kfree() vs. vmalloc() / vfree() * 虛擬與實體記憶體映射 * 核心記憶體回收機制 * – Lookaside Cache * – Memory Pool 第十三章　LED 驅動程式 * LED 驅動的硬體原理 * LED 驅動程式實例解說 * – 製作驅動程式骨架 * – 註冊驅動程式 * – 相關函式撰寫：open(), release(), ioctl() * – 測試與驗證 第十四章　按鍵驅動程式 * 按鍵驅動程式的硬體原理 * 專案環境設定 * 實例解說 * – 驅動程式的註冊 * – 相關函式的撰寫：open(), release(), iotrl(), read(), write() * – 中斷改寫與攔截 * – 測試與驗證 第十五章　背光調整與脈寬調變 * 背光調整硬體原理 * 類比與數位轉換：脈寬調變（PWM, Pulse Width Modulation） * 實例解說 * – 電路圖相關腳位說明 * – 設定脈寬調變用的「計時器（Timer）」 * – 程式碼撰寫 第十六章　USB 驅動程式 * USB 特性簡介 * USB 邏輯單元：Device, Config, Interface, Endpoint * USB 命令封包：URB (Usb Request Block) * 實例解說 第十七章　LCD 驅動程式 * LCD 硬體原理 * 影格緩衝區（Frame Buffer） * LCD 三大驅動程式 * – 主驅動程式（Main Character Device Driver） * – 影格緩衝區驅動程式（Frame Buffer Device Driver） * – 背光驅動程式（Backlight Device Driver） * 實例解說