北京迅为RK3568开发板OpenHarmony系统南向驱动开发内核HDF驱动框架架构

瑞芯微RK3568芯片是一款定位中高端的通用型SOC，采用22nm制程工艺，搭载一颗四核Cortex-A55处理器和Mali G52 2EE 图形处理器。RK3568 支持4K 解码和 1080P 编码，支持SATA/PCIE/USB3.0 外围接口。RK3568内置独立NPU，可用于轻量级人工智能应用。RK3568 支持安卓 11 和 linux 系统，主要面向物联网网关、NVR 存储、工控平板、工业检测、工控盒、卡拉 OK、云终端、车载中控等行业。

【本文摘自】【北京迅为】iTOP-RK3568OpenHarmony系统南向驱动开发

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OpenHarmony学习开发系列教程（第2期 南向基础篇一）

第2章 内核HDF驱动框架架构

本篇实战我们将要配置HDF驱动控制LED，在配置之前，我们首先要明白什么是HDF，以及HDF驱动开发的相关概念。

2.1 驱动架构

下面的视频——OpenHarmony功能框架

P2_OpenHarmony功能框架_哔哩哔哩_bilibili中提到了HDF(Hardware Driver Foundation)。接下来我们了解一下什么是HDF。

HDF(Hardware Driver foundation)驱动框架，为驱动开发者提供驱动框架能力，包括驱动加载，驱动服务管理和驱动消息机制。旨在构建统一的驱动架构平台，为驱动开发者提供更精准，更高效的开发环境，力求做到一次开发，多系统部署。

HDF驱动架构采用C 语言面向对象编程模型构建，通过平台解耦，内核解耦，来达到兼容不同内核，统一平台底座的目的。HDF驱动框架架构如图所示：

HDF驱动架构主要组成部分：

HDI（Hardware Device Interface，硬件设备统一接口）层：通过规范化的设备接口标准，为系统提供统一、稳定的硬件设备操作接口。

HDF驱动框架：提供统一的硬件资源管理、驱动加载管理、设备节点管理、设备电源管理以及驱动服务模型等功能，需要包含设备管理、服务管理、DeviceHost、PnPManager等模块。

统一的配置界面：支持硬件资源的抽象描述，屏蔽硬件差异，可以支撑开发者开发出与配置信息不绑定的通用驱动代码，提升开发及迁移效率，并可通过HC-Gen等工具快捷生成配置文件。

操作系统抽象层（OSAL，Operating System Abstraction Layer）：提供统一封装的内核操作相关接口，屏蔽不同系统操作差异，包含内存、锁、线程、信号量等接口。

平台驱动：为外设驱动提供Board硬件（如：I2C/SPI/UART总线等平台资源）操作统一接口，同时对Board硬件操作进行统一的适配接口抽象以便于不同平台迁移。

外设驱动模型：面向外设驱动，提供常见的驱动抽象模型，主要达成两个目的，提供标准化的器件驱动，开发者无需独立开发，通过配置即可完成驱动的部署；提供驱动模型抽象，屏蔽驱动与不同系统组件间的交互，使得驱动更具备通用性。

2.2 平台驱动

OpenHarmony平台驱动（Platform Driver）是为平台设备（Platform Device）提供驱动支持的接口，帮助系统和外设之间的互通。这里的平台设备包括总线接口（如I2C、UART）以及特定硬件资源（如GPIO、RTC等）。平台驱动框架是OpenHarmony驱动框架的核心部分，基于HDF驱动框架、操作系统适配层和驱动配置管理，提供一个统一的标准模型，帮助开发者实现各类平台设备驱动。

平台驱动框架的主要特点包括：

统一的平台设备访问接口：为平台设备操作提供统一的接口，屏蔽不同硬件平台（SoC）和操作系统（OS）的差异。

统一的适配接口：为平台设备驱动提供统一的接口，让开发者只需关注硬件控制，而无需关心设备管理或其他公共流程。

提供公共能力：提供设备注册、管理、访问控制等功能，且与特定SoC平台无关。

平台驱动框架支持的设备类型包括但不限于：ADC、DAC、GPIO、HDMI、I2C、I3C、MIPI_CSI、MIPI_DSI、MMC、Pin、PWM、Regulator、RTC、SDIO、SPI、UART、WatchDog等。

2.3 外设驱动

OpenHarmony在HDF驱动框架和平台驱动框架的基础上，为外设设备提供了标准化的驱动模型。这些驱动模型可以帮助开发者减少重复开发工作，并提供统一的抽象层，屏蔽了驱动与系统其他组件之间的复杂交互，使得驱动更加通用、易于移植。

目前，OpenHarmony支持的外设设备类型包括但不限于：音频（Audio）、摄像头（Camera）、编解码器（Codec）、人脸识别（Face_auth）、指纹识别（Fingerprint_auth）、LCD屏幕（LCD）、灯光控制（Light）、运动传感器（Motion）、引脚认证（Pin_auth）、传感器（Sensor）、触摸屏（Touchscreen）、USB、用户认证（User_auth）、振动器（Vibrator）、无线局域网（WLAN）等。

2.4 HCS简介

HCS(HDF Configuration Source)是HDF驱动框架的配置描述源码，内容以Key-Value为主要形式。它实现了配置代码与驱动代码解耦，便于开发者进行配置管理。HC-GEN(HDF Configuration Generator) 是HCS配置转换工具，可以将HDF配置文件转换为软件可读取的文件格式。在高性能环境中，HCS经过HC-GEN编译生成HCB（HDF Configuration Binary）二进制文件，HDF驱动框架中的HCS Parser模块会从HCB文件中重建配置树，HDF驱动模块使用HCS Parser提供的配置读取接口获取配置内容。HCB配置使用流程图如下图所示：

接下来介绍一下HCS的语法，HCS配置语法保留了以下关键字。

（1）保留关键字

（2）基本结构

HCS主要分为属性（Attribute）和节点（Node）两种结构。

属性

属性是最小的配置单元，表示一个独立的配置项，语法格式如下：

attribute_name = value;

attribute_name：由字母、数字、下划线组成，且必须以字母或下划线开头，字母区分大小写。

value：可以是以下几种类型：

数字常量：支持二进制、八进制、十进制、十六进制，具体类型参考数据类型部分。

字符串：使用双引号（""）括起来。