基于I2C總線的鍵盤驅動的設計與實現
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3.2 軟件實現框架
Windows CE操作系統(tǒng)驅動層分為MDD層(Model Device Driver，模型設備驅動)和PDD(Platform Dependent Driver，平臺相關驅動)兩層，框架結構如圖4所示。MDD層是抽象出來的一些功能，不與硬件直接相關，他接收PDD層傳來的數據，完成處理得到的鍵值，發(fā)出消息通知處理處理響應操作的程序，PDD層與硬件直接相關，實現硬件接口以及獲得的硬件特性傳遞給MDD層。
驅動實現流程，PDD層主要實現鍵盤的監(jiān)控，開辟兩個線程，線程MaxKeyCheckPro監(jiān)控INT腳的電平變化。當有鍵按下，INT拉低，此時在I2C總線準備完畢的情況下，通過I2C總線發(fā)送讀取鍵值的命令讀取芯片的FIFO，芯片在接收到命令之后會將FIFO中存儲的鍵值通過I2C總線發(fā)出傳回給線程MaxKeyCheckPro，同時發(fā)出通知給線程KeybdIstThreadProc，將傳遞回來的鍵值傳給線程KeybdIstThreadProc，再由線程KeybdIstThreadProc負責將鍵值傳給MDD層，MDD層負責存儲鍵值，并發(fā)出消息通知相應的程序對鍵值做出響應。
采用兩個線程的目的是讓各自完成自己的操作，不會造成相互的影響，在按鍵頻繁觸發(fā)的情況下，線程MaxKey CheckPro可以在快速得到鍵值傳遞出去之后立即等待下一次按鍵的發(fā)生，不會因為在處理其他的操作而使得下一次按鍵的響應有所延遲。
3.3 I2C總線的通信流程
由于按鍵的頻繁按下會導致不停地使用I2C總線讀取芯片FIFO，所以防止2次讀寫之間的干擾(即在一次讀寫沒有完成之前另一次讀寫操作也占用I2C總線，兩次的數據會造成紊亂)是一個重要的問題。
針對一次讀寫操作，考慮到其不可打斷性以防止數據的破壞，采用mutex互斥鎖。即每次只允許1個讀寫操作占用I2C總線。在1次讀寫操作開始之前，等待互斥鎖，直到讀寫操作完畢，釋放互斥鎖。這樣當在一次讀寫沒有完成之前，另一次讀寫無法占用I2C總線，而只能等待。具體流程如圖5所示：
3.4 具體讀寫操作
這里的鍵盤驅動與普通鍵盤驅動不同，不需要通過判斷鍵盤矩陣的電平變化來得到鍵值，這些操作由芯片內部完成。鍵盤控制器對按鍵操作去抖并且自動存入FIFO中，因此所需要做的操作就是在檢測到鍵盤按下之后讀取FIFO。如圖6所示。
但值得注意的是，每次按鍵按下之后，INT腳會被拉高，但是只有在將FIFO清空之后INT才會被拉低，拉低之后如果繼續(xù)有鍵盤按下，會繼續(xù)把鍵值存放在FIFO中。所以每次的讀取操作需要清空FIFO。但是在實際應用中發(fā)現當鍵盤在被快速按下時，對于FIFO中的操作都做出響應會影響系統(tǒng)的性能，所以選擇丟掉FIFO隊列中其他鍵值，只保留最后一個。
4 性能分析
整個過程CPU通過3根主線和芯片通信，實現了按鍵操作的快速響應和處理，可以控制最多達64個按鍵的防抖及響應，由于芯片封裝了一部分功能，由硬件來處理使得速度變快。由于I2C的多主控特點，不會影響掛在I2C上的其他外設的工作和性能。
5 結 語
本文介紹基于PXA270處理器和WindowsCE 5.0操作系統(tǒng)上的鍵盤驅動的設計和實現。目前已經在本平臺上穩(wěn)定運行，具有很好的按鍵處理能力。
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