USB设备驱动程序

 一. USB加载式流接口驱动要点分析

为了支持不同类型的外围设备，WinCE平台提供了具有定制接口的流接口驱动程序模型。因为大部分USB外围设备由于功能性更适合流接口驱动的结构，所以一般都采用加载式流接口驱动程序模型来开发USB设备驱动程序。

（1）USB系统结构分析
WinCE下USB系统软件由两层组成：较高USB设备驱动程序层和较低的USB函数层。较低的USB函数层本身又由两部分组成：较高的通用串行总线驱动程序（USBD）模块和较低的主控制器驱动程序（HCD）模块。通过HCD模块功能和USBD模块实现高层的USBD接口函数，USB设备驱动程序就能与外围设备进行通讯。

在数据传输的过程中，操作流程通常按下列的次序进行：①USB设备驱动程序进行数据传输的初始化，即通过USBD接口函数给USBD模块发送数据传输的请求。②USBD模块将该请求分成一些单独的事务。③HCD模块排出事务次序。④主控制器硬件执行事务。这里需要提醒的是，所有的事务都是从主机发出的，外围设备完全是被动接受型的。

（2）USB设备驱动程序入口点函数
从结构分析我们可知，所有的USB设备驱动程序必须在它们的DLL库设置一定的入口点与USBD模块进行适当的交互。设置入口点函数有两个作用：一是使得 USBD 模块能与外部设备交互；二是使得驱动程序能创建和管理任何可能需要的注册键。

下面简要介绍相关函数的作用：USBDeviceAttach是当 USB 设备连接到主计算机时运行，USBD模块会调用这个函数初始化USB设备，取得USB设备信息和配置USB设备，并且申请必需的资源。 USBInstallDrive是在第一次加载USB设备驱动程序时首先被调用，它使得驱动程序能创建需要的注册键，用于将一个驱动程序所需的注册表信息写入到HKEY_LOCAL_MACHINE/Drivers/USB/ClientDrivers目录下，例如设备名称等。需要注意的是，USB设备驱动程序不使用标准的注册表函数，而是使用RegisterClientDriverID()、RegisterClientSettings()函数来注册相应的设备信息。

USBUninstallDriver是在用户删除USB设备驱动程序时调用，负责删除注册键并释放其它相关资源。它通过调用 UnRegisterClientSettings()和UnRegisterClientDriverID()函数来删除由驱动程序的 USBInstallDriver()函数创建的所有注册键。因此，我们在驱动程序中就需要严格按照这三个函数的原型来实现，否则就不能为设备管理器所识别。

 

二. USB设备驱动程序必须输出的函数有：
   

        ①USBDeviecAttach()。当USB设备连接到计算机上时，USBD模块就会调用此函数。这个函数主要用于初始化USB设备，取得USB设备信息，配置USB设备，并且申请必需的资源。
        ②USBInstallDriver ()。主要用于创建一个驱动程序加载所需的注册表信息，例如读／写超时、设备名称等。
        ③USBUninstallDriver ()。主要用于释放驱动程序所占用的资源，以及删除UsbInstallDriver ()函数创建的注册表等。
   

       上述3个函数接口是所有的USB驱动程序必须提供的，缺一不可。
   

       另外较为重要的是USB设备驱动程序的注册表配置。一般的USB设备驱动程序的注册表配置在[HKEY_LOCAL＿MACHINE＼Drivers＼USB＼LoadClients＼口]下，每个驱动程序的子键都有Group 1＿ID＼Group2＿ID＼Group3＿ID＼DriverName 格式，设备的子键由供应商、设备类和协议信息通过下划线组成。表2列出了允许的组合。

 

       需要注意的是，注册表的构成都是以十进制数值来标识的，也要注意十进制和十六进制之间数的转换。

 

三 、USB设备流接口驱动的实现步骤

从WinCE USB设备驱动模型及结构分析中，我们可以清晰的看到主机和外设之间的实现方式。在主机端，通过USBD模块和HCD模块使用默认的PIPE访问一个通用的逻辑设备，实际上就是说USBD和HCD是一组访问所有USB设备的逻辑接口，它们负责管理所有USB设备的连接、加载、移除、数据传输和通用配置。其中HCD是主机控制驱动，是为USBD提供底层的功能访问服务，USBD是USB总线驱动，位于HCD的上层，利用HCD的服务提供较高层次的功能。因此，实现USB加载流驱动程序大致需要完成以下步骤：

（1）选择代表设备的文件名前缀。前缀非常重要，设备管理器在注册表中通过前缀来识别设备。同时，在流接口命名时也将这个前缀作为入口点函数的前缀，如果设备前缀为XXX，那么流接口对应为XXX_Close，XXX_Init等。

（2）设置驱动的各个入口点函数。所谓入口点是指提供给设备管理器的标准文件I/O接口。在生成一个DLL后，就用设备文件名前缀替换名字中的XXX。因此，每个加载式流接口驱动程序必须实现XXX_Init()、XXX_IOControl()以及XXX_PowerUp()等一组标准的函数，用来完成标准的文件I/O函数和电源管理等。

（3）建立.DEF文件。当设备管理器初始化USB设备编译出来的流接口函数后，还必须建立一个.def文件。DEF文件定义了DLL要导出的接口集，而且加载式流驱动大多是以DLL形式存在的，所以应将DLL和DEF的文件名统一起来。DEF文件告诉链接程序需要输出什么样的函数，最后将驱动程序编译到内核中去，这样这个USB设备流接口驱动程序就可以被应用程序调用。

（4）在注册表中为驱动程序建立表项。在注册表中建立驱动程序入口点，这样设备管理器才能识别和管理这个驱动。此外，注册表中还能存储额外的信息，这些信息可以在驱动运行之后被使用到。