通用串行总线(USB)设备的驱动.doc

通用串行总线(USB)设备的驱动        晁建刚魏安阳邱淑范时间:2009年02月20日    字体:大中小        关键词:<"cblue""rch/?q=描述符"target='_blank'>描述符<"cblue""rch/?q=固件程序"target='_blank'>固件程序<"cblue""rch/?q=数据结构"target='_blank'>数据结构<"cblue""rch/?q=通信协议"target='_blank'>通信协议<"cblue""rch/?q=外设"target='_blank'>外设             摘?要:从问题的由来、类驱动程序、<"cblue""rch/?q=通信协议"title="通信协议">通信协议、<"cblue""rch/?q=描述符"title="描述符">描述符、驱动开发等对USB的驱动进行分析和讨论,提出USB设备使用操作系统嵌入的通用类驱动程序成为趋势。关键词:USB?类驱动程序?人工接口设备(HID)?Windows驱动程序模型(WDM)? 最初设计USB(UniversalSerialBus)这种<"cblue""rch/?q=外设"title="外设">外设总线的目的之一就是为了便于使用,这是计算机发展的产物。外设总线最重要的就是操作系统对外设的自动识别、配置,实现热插拔,即插即用。本文试图以人工接口设备(Humaninterfacedevice,简称HID)为主,从问题的由来、类驱动程序、通信协议、描述符、驱动开发等几个方面来探讨一下USB设备的驱动问题。1问题的由来一个非常简单的设备安装有时得花用户好几天时间,原因何在?设备的驱动与其他的驱动程序或软件不兼容,或隐有bug。如果操作系统本身就含有用户需要的驱动程序,设备一插就能使用,这是最好不过的事情。现已有上千种不同的设备,许多功能大致一样。操作系统不可能为所有的设备提供全部的驱动程序。仔细考虑一下,许多设备可归属为少数几个具有普遍特性和需求的类,因而为每种类定义一个通用的API接口,写出通用的驱动程序是可实现的。通过定义不同的设备类型,USB试图实现通用驱动程序这一目标。在USB规范里,除定义了基本的协议和构造用来配置设备和传输数据,还为所有的USB设备定义了机械和电器性能要求。USB规范定义了通信、打印、图像、储存、音频和人工接口设备等类。一些设备是单一的类,一些是多种类的综合体。具有多种类的设备称为混合设备,在USB规范对设备有详细的划分。2类驱动程序由于一些类尚未形成标准,Win2000只包含了部分USB类的驱动程序。一旦形成标准得到认可,通用的驱动程序也就自然嵌入到操作系统了。图1为操作系统中USB驱动接口框图。这是一个标准的Windows驱动程序模型(WDM),是一种分层模式。核心USBDriverStack模型描述设备如何安装和启动,以及如何为用户请求服务和与硬件打交道,并为上层USB驱动提供接口。上层驱动完成设备功能并为用户层提供接口,这使得向USB总线发出请求是通过多层结构。? HID类是为一些人工的输入或输出设备而设计的,最常用的象键盘、鼠标、游戏控制器。这种类同时也包含了前面板显示区和键盘区(象电话或VCR远程控制),还有触觉和听觉反馈设备。对于HID类的设备,操作系统已经给出了相应的驱动程