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Organisation der Software Platform Repository

Die Ordner der Software Platform können zahlreiche Softwaremodule enthalten, die für maschinennahe Operationen zuständig sind, sowie Module, die zusätzliche Funktionalität bieten, indem sie dem Anwender ein komfortables API in die Hand geben. Die Software Platform besteht aus Device Stacks (Bild 1) und Software Services.

Bei den Device Stacks geht es darum, Peripherie-Hardware mithilfe abstrakter, generischer Softwareschnittstellen für den Applikations-Code verfügbar zu machen. Durch die Ausstattung des Stacks mit mehr oder weniger Modulen wird festgelegt, welche Abstraktionsebene in der Applikation verwendet werden soll. Die hardwarenahen Module sind genau auf ein bestimmtes Prozessor-Derivat zugeschnitten. Darauf aufsetzend können höhere Module hinzugefügt werden, die allgemeiner gehaltene Funktionen für den Zugriff auf das betreffende Protokoll bereitstellen.

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Zum Beispiel kann auf der höheren Ebene ein Modul für den Zugriff auf ein Dateisystem in der Applikation ausgewählt werden. Auf den untergeordneten Ebenen ist immer noch die Auswahl verschiedener Module möglich, die darüber entscheiden, auf welche Speicherressource (Festplatte, SD Card, SSD, usw.) zugegriffen wird. Die maschinennäheren Module sind somit genauer auf eine bestimmte Peripheriefunktion zugeschnitten. Die höheren Module dagegen sind weniger hardwarespezifisch und können sogar mit unterschiedlicher Hardware verwendet werden.

Peripheriemodule: Die Peripheriefunktionen (im Stack grün eingezeichnet) sind die maschinennächsten Module. Sie stellen den höheren Schichten im Stack Informationen darüber zur Verfügung, wie sie auf die Peripherie zugreifen müssen. Informationen wie die Basisadresse und die Interruptzuordnung sind in den Peripheriefunktionen abgespeichert. In den meisten Fällen greift die Applikation nicht direkt auf die Peripheriefunktion zu, sondern über das Interface des übergeordneten Treibers.

Treibermodule: Die Treiber (im Stack gelb dargestellt) bilden die nächsthöhere Abstraktionsebene. Sie ermöglichen den Zugriff auf spezifische Hardware via Peripheriefunktion oder über einen weiteren Treiber. Der Unterschied zwischen einer Peripheriefunktion und einem Treiber ist klar definiert. Die Peripheriefunktion definiert nur grundlegende Hardware-Informationen, stellt jedoch keine weitere Funktionalität zur Verfügung. Diese elementaren Informationen kann ein Treiber nutzen, der auf die Peripheriefunktion aufsetzt. Die Treiber und die von ihnen gebotenen Schnittstellen sind hardwarespezifisch.

Enthält die Applikation also Code, der auf das API eines Treibers zugreift, ist die Applikation dadurch hardwareabhängig. Auch Treiber operieren noch auf einer niedrigen Abstraktionsebene und die Verwendung eines Device auf der Treiberebene erfordert Kenntnisse über das Interface des betreffenden Treibers. Einige Treiber stehen als Library Wrapper zur Verfügung. Sie enthalten dann lediglich eine Initialisierungsroutine, die von einer Applikation zum Konfigurieren von Pins, Takten und Registern aufgerufen wird. Im Anschluss an diese Initialisierung sind die Peripherietreiber-Bibliotheken der Halbleiterhersteller nutzbar.

Stack Services: Die Stack Services (im Stack blau dargestellt) sind hinsichtlich der Funktionalität die abstraktesten Ebenen. Sie stellen einen standardisierten und hardwareunabhängigen Zugang zu den Diensten bereit und sorgen so für die Portierbarkeit einer Applikation. Wenn die Anwendung etwa einen generischen TCP/IP-Dienst nutzt, bleibt sie unverändert, auch wenn Ethernet durch PPP und eine serielle Lösung ersetzt wird. Eine portable TCP/IP-Applikation arbeitet also absolut identisch, gleich, ob sie an eine UART- oder eine EMAC-Peripherie angebunden wird, denn um die Einzelheiten kümmert sich die Software Platform.

Software Services: Einige Dienste sind statischer Natur und nicht für die Instanziierung vorgesehen. Sie besitzen keine (direkte) Beziehung zu Peripheriefunktionen oder anderen Diensten und richten gängige Funktionen wie das POSIX-Multithreading, CMSIS, Software-Timer oder den Interruptmanagement-Support ein. Die Software Services können ebenfalls automatisch hinzugefügt werden, wenn sie von anderen Diensten benötigt werden (Bild 2).

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