基于Android的POS機(jī)刷卡器閱讀芯片驅(qū)動(dòng)研究

作者：時(shí)間：2013-10-23 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

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3 驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)
驅(qū)動(dòng)程序是Linux內(nèi)核與硬件之間的接口，直接對(duì)硬件設(shè)備進(jìn)行操作，同時(shí)對(duì)上層應(yīng)用程序提供接口。Android的設(shè)備驅(qū)動(dòng)主要完成以下功能：初始化和釋放設(shè)備；讀取硬件設(shè)備數(shù)據(jù)；將內(nèi)核數(shù)據(jù)寫(xiě)入到硬件設(shè)備；讀取應(yīng)用程序數(shù)據(jù)傳送給設(shè)備文件等。在Android系統(tǒng)中刷卡器驅(qū)動(dòng)應(yīng)包括：Linux內(nèi)核驅(qū)動(dòng)程序、HAL(硬件抽象層)模塊、JNI方法、application framework硬件訪問(wèn)服務(wù)。刷卡器閱讀芯片與開(kāi)發(fā)板的連接框圖如圖1所示。
3．1 Linux內(nèi)核刷卡器閱讀芯片驅(qū)動(dòng)程序
刷卡器的基本功能就是讀取磁卡中的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，并將得到的解碼數(shù)據(jù)傳遞給上層應(yīng)用程序。Android為了保護(hù)一些硬件提供商的知識(shí)產(chǎn)權(quán)提出了HAL層的概念，避開(kāi)了Linux的GPL束縛，基本的思路是把控制硬件的動(dòng)作都放在Android HAL層，而Linux driver只是完成一些簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)交換。這里的Linux內(nèi)核刷卡器驅(qū)動(dòng)程序同樣也只是一個(gè)的字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)，設(shè)備以模塊的形式存在Linux內(nèi)核中，模塊的加載和卸載通過(guò)static int_init msr_init(void)和static void_exit msr_exit(void)函數(shù)實(shí)現(xiàn)，static int_msr_setup_dev(structmsr_Android_ dev*dev)函數(shù)對(duì)設(shè)備進(jìn)行初始化，函數(shù)static long msr_ioctI(struct inode*inode，struct file*filp，unsigned int cmd，unsigned long arg)實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)程序?qū)λ⒖ㄆ鞯腎／O控制。設(shè)備的打開(kāi)、關(guān)閉及具體的代碼實(shí)現(xiàn)可以參考《Linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序》。對(duì)內(nèi)核配置編譯后就可以在Linux內(nèi)核中得到設(shè)備模塊msr．o，在上層中可以通過(guò)調(diào)用這個(gè)模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)刷卡器的控制。
3．2 HAL層訪問(wèn)內(nèi)核驅(qū)動(dòng)程序
硬件抽象層中訪問(wèn)不同設(shè)備內(nèi)核驅(qū)動(dòng)程序的模塊是以*.so文件形式存在的，這樣可以有效的保護(hù)硬件廠商的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。在runtime(JNI部分)，則向HAL取得特定模塊的opeIlations，再callback這些操作函數(shù)。在HAL層包括許多模塊，而runtime只需要說(shuō)明類型，即module ID，就可以取得相應(yīng)模塊的operations。在HAL層中需要具體實(shí)現(xiàn)刷卡器的讀卡操作。首先需要查找到開(kāi)始標(biāo)志0x0b，然后將磁道1中的數(shù)據(jù)放到bufl中，用同樣的方法可以將磁道2，3的數(shù)據(jù)存到buf2，buf3中，磁道2最多40個(gè)字符每個(gè)5位4位數(shù)據(jù)1位奇校驗(yàn)，而磁道3最多107個(gè)字符每個(gè)5位4位數(shù)據(jù)1位奇校驗(yàn)。然后將buf中的數(shù)據(jù)補(bǔ)齊之后放在主寄存器中。HAL層中還需要使用static int check_msr_io(void)對(duì)I／O的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)設(shè)備進(jìn)行初始化static int msr_device_init(void)。具體的實(shí)現(xiàn)由于篇幅限制，不在進(jìn)行詳細(xì)介紹。
3．3 編寫(xiě)JNI方法訪問(wèn)硬件
從編程語(yǔ)言看，Android系統(tǒng)是由基于Java語(yǔ)言的Java層與基于C／C++語(yǔ)言的C／C++層組成的，為了使這兩層相互配合、共同完成任務(wù)就必須使用Java本地接口(JNI，Java Native Interface)將這兩層有機(jī)的聯(lián)系起來(lái)。JNI提供了一系列接口，允許Java類與使用C／C++編寫(xiě)的應(yīng)用程序、模塊、庫(kù)進(jìn)行交互操作。JNI是通過(guò)函數(shù)方法映射表static const JNINativeMethod method_table，將Java本地方法和HAL層提供的C函數(shù)接口銜接起來(lái)。
3．4在application framework增加硬件訪問(wèn)服務(wù)
在Android Framework或應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)中所需要的主要API都是以服務(wù)的形式存在的。對(duì)應(yīng)用程序來(lái)說(shuō)，硬件服務(wù)是運(yùn)行在一個(gè)獨(dú)立的進(jìn)程中的，若要調(diào)用這些服務(wù)就需要在硬件服務(wù)和應(yīng)用程序之間添加通信接口。應(yīng)用程序通過(guò)Interface IMsrService接口，調(diào)用硬件服務(wù)提供的Init()等函數(shù)。在刷卡器的硬件服務(wù)中是將定義的通信接口與JNI提供的接口相關(guān)聯(lián)起來(lái)。同時(shí)需要將磁卡閱讀芯片服務(wù)添加到系統(tǒng)服務(wù)中Service Manager．a(chǎn)ddService(“msr”，new MsrService())，這樣應(yīng)用程序就能通過(guò)Java接口調(diào)用硬件服務(wù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)磁卡閱讀芯片的控制。圖2以讀取芯片數(shù)據(jù)為例，簡(jiǎn)單介紹各層之間的調(diào)用。

本文引用地址：http://2s4d.com/article/192744.htm

4 結(jié)語(yǔ)
隨著系統(tǒng)逐漸成熟，應(yīng)用程序日益豐富，Android系統(tǒng)與POS機(jī)的結(jié)合將為POS機(jī)的發(fā)展提供更為廣闊的空間。本文在分析了Android架構(gòu)的基礎(chǔ)上，分析刷卡器的工作原理，研究將POS機(jī)刷卡器閱讀芯片驅(qū)動(dòng)程序添加到Android系統(tǒng)中，為上層應(yīng)用程序提供接口，實(shí)現(xiàn)刷卡器的功能。各層之間的接口調(diào)用銜接是整個(gè)驅(qū)動(dòng)程序成功運(yùn)行的基礎(chǔ)，在驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)中，每編寫(xiě)一層都應(yīng)進(jìn)行測(cè)試，這樣能更好的定位驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)中存在的不足。