01
数据采集系统概述
定义与重要性 · 典型架构(传感器→ADC→处理器) · 驱动角色
基础架构
02
Linux设备驱动基础
内核模块 · 字符设备框架 · file_operations · 加载/卸载
驱动Linux
03
硬件接口与协议基础
GPIO/SPI/I2C/UART · 原理对比 · 采集应用场景
协议硬件
04
SPI驱动开发实战
控制器驱动框架 · 设备驱动编写 · 数据传输API
SPI实战
05
I2C驱动开发实战
核心层与适配器 · 设备驱动 · SMBus协议
I2C总线
06
UART驱动开发实战
TTY框架 · 串口驱动 · 波特率/数据格式配置
UART串口
07
ADC驱动开发
工业级ADC驱动 · 多通道同步 · 采样率控制
ADC采集
08
DMA传输优化
DMA原理 · Linux DMA引擎 · 零拷贝 · 环形缓冲区
DMA性能
09
中断处理与下半部机制
顶/底半部 · tasklet · 工作队列 · threaded IRQ
中断实时
10
高精度定时器与采样时钟
hrtimer · PWM触发 · 时钟同步策略
定时器时钟
11
内核同步机制
自旋锁 · 互斥锁 · 读写锁 · RCU
同步并发
12
内存管理与mmap
kmalloc/vmalloc · DMA缓冲区 · 用户态mmap
内存mmap
13
ioctl接口设计
自定义命令码 · 参数传递 · 扩展驱动功能
ioctl接口
14
sysfs与设备属性
导出采集参数 · 动态配置采样率/通道
sysfs配置
15
用户态与内核态数据交互
netlink · relayfs · 共享内存方案对比
交互性能
16
性能分析工具
perf · ftrace · tracepoint · 内核探测点
工具调优
17
驱动性能瓶颈分析
上下文切换 · 中断延迟 · 缓存一致性 · 锁竞争
瓶颈分析
18
批处理与数据聚合
批量读取 · 数据压缩 · 降采样算法
批处理优化
19
多核并行采集
CPU亲和性 · per-CPU变量 · 多线程驱动
多核并行
20
实时性优化
RT-Linux · 优先级继承 · 抢占模型选择
实时RT
21
电源管理
运行时PM · 系统睡眠/唤醒 · 低功耗采集
电源低功耗
22
设备树与平台驱动
设备树语法 · 匹配机制 · platform_driver
设备树平台
23
驱动热插拔支持
udev规则 · 动态注册/注销
热插拔动态
24
固件与微码管理
固件加载API · FPGA配置 · 协处理器通信
固件微码
25
调试与日志
printk等级 · 动态调试 · kgdb调试
调试日志
26
错误处理与恢复
看门狗 · 错误注入 · 故障自动恢复
容错看门狗
27
安全与隔离
KASLR · 权限控制 · 安全审计
安全隔离
28
虚拟化环境下的驱动
VFIO · virtio · PCI直通
虚拟化VFIO
29
测试与验证
单元测试 · 压力测试 · 长期稳定性
测试验证
30
案例实战：多通道高速采集卡
全流程开发 · 驱动整合 · 性能调优
实战综合