在 Linux 主机上仿真嵌入式系统串行端口：使用虚拟串行端口进行开发和测试
2024-03-09 17:45:57
在 Linux 主机上仿真嵌入式系统串行端口
引言
在嵌入式系统开发中，串行端口通常是与外部世界通信的主要接口。然而，在 Linux 主机上进行虚拟开发、集成测试和 CI 时，模拟嵌入式板上的串行端口可能会很困难。本文将探讨如何使用 Zephyr-RTOS 系统在 Linux 主机上编译嵌入式项目时模拟串行端口，以便进行有效测试和开发。
创建一个虚拟串行端口
第一步是使用 Linux 驱动程序创建虚拟串行端口。Socat 等工具可用于创建一对背靠背连接的虚拟串行端口。这些端口将充当嵌入式设备和 Linux 主机之间的通信通道。
socat -d -d pty,raw,echo=0 pty,raw,echo=0
设备树配置
接下来，需要配置 Zephyr 设备树以将嵌入式设备的串行端口映射到虚拟串行端口。这涉及在设备树中添加一个节点，指定端口号和其他相关设置。
/ {
...
serial0: serial@40000000 {
compatible = "zephyr,serial";
...
zephyr,port = "/dev/ttyS0";
};
...
}
在 Zephyr 中使用虚拟串行端口
在 Zephyr 应用程序中，使用虚拟串行端口需要打开端口并发送或接收数据。为此，可以遵循以下步骤：
- 包含必要的头文件
- 获取设备绑定
- 打开设备
- 读/写数据
- 关闭设备
编译和运行 Zephyr 应用程序
可以使用 west 工具链编译和运行 Zephyr 应用程序。
make
west build -p auto
west flash
在 Linux 主机上连接到虚拟串行端口
编译和运行应用程序后，就可以使用终端仿真器（如 minicom）在 Linux 主机上连接到虚拟串行端口。
minicom -D /dev/ttyS0
常见问题解答
Q1：虚拟串行端口的优势是什么？
A： 虚拟串行端口允许在不使用物理硬件的情况下进行开发和测试，从而提高效率和灵活性。
Q2：是否存在其他仿真选项？
A： 除了使用虚拟串行端口，还可以使用基于 TCP 的近似值或软件模拟器。
Q3：如何处理与嵌入式板子的硬件差异？
A： 模拟串行端口的主要目的是针对业务逻辑进行开发和测试，并不需要完全复制嵌入式板子的硬件特性。
Q4：虚拟串行端口在 CI/CD 中的应用是什么？
A： 虚拟串行端口可在 CI/CD 中用于集成测试，无需物理硬件的介入。
Q5：如何优化虚拟串行端口的性能？
A： 使用高速波特率和低延迟设置可以提高虚拟串行端口的性能。
结论
通过使用虚拟串行端口，可以在 Linux 主机上仿真嵌入式系统串行端口。这简化了开发和测试过程，使开发人员能够专注于业务逻辑，同时仍能与外部世界进行通信。使用提供的步骤和提示，你可以轻松地设置虚拟串行端口并开始在 Linux 主机上测试你的 Zephyr 应用程序。
