首先USB加載式流接口驅(qū)動(dòng)要點(diǎn)分析

為了支持不同類型的外圍設(shè)備，WinCE平臺(tái)提供了具有定制接口的流接口驅(qū)動(dòng)程序模型。因?yàn)榇蟛糠諹SB外圍設(shè)備由于功能性更適合流接口驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)，所以一般都采用加載式流接口驅(qū)動(dòng)程序模型來開發(fā)USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。

（1）USB系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析
WinCE下USB系統(tǒng)軟件由兩層組成：較高USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序?qū)雍洼^低的USB函數(shù)層。較低的USB函數(shù)層本身又由兩部分組成：較高的通用串行總線驅(qū)動(dòng)程序（USBD）模塊和較低的主控制器驅(qū)動(dòng)程序（HCD）模塊。通過HCD模塊功能和USBD模塊實(shí)現(xiàn)高層的USBD接口函數(shù)，USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序就能與外圍設(shè)備進(jìn)行通訊。

在數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中，操作流程通常按下列的次序進(jìn)行：①USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)某跏蓟�，即通過USBD接口函數(shù)給USBD模塊發(fā)送數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼?qǐng)求。②USBD模塊將該請(qǐng)求分成一些單獨(dú)的事務(wù)。③HCD模塊排出事務(wù)次序。④主控制器硬件執(zhí)行事務(wù)。這里需要提醒的是，所有的事務(wù)都是從主機(jī)發(fā)出的，外圍設(shè)備完全是被動(dòng)接受型的。

（2）USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序入口點(diǎn)函數(shù)
從結(jié)構(gòu)分析我們可知，所有的USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序必須在它們的DLL庫(kù)設(shè)置一定的入口點(diǎn)與USBD模塊進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕换ァＴO(shè)置入口點(diǎn)函數(shù)有兩個(gè)作用：一是使得 USBD 模塊能與外部設(shè)備交互；二是使得驅(qū)動(dòng)程序能創(chuàng)建和管理任何可能需要的注冊(cè)鍵。

下面簡(jiǎn)要介紹相關(guān)函數(shù)的作用：USBDeviceAttach是當(dāng) USB 設(shè)備連接到主計(jì)算機(jī)時(shí)運(yùn)行，USBD模塊會(huì)調(diào)用這個(gè)函數(shù)初始化USB設(shè)備，取得USB設(shè)備信息和配置USB設(shè)備，并且申請(qǐng)必需的資源。 USBInstallDrive是在第一次加載USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序時(shí)首先被調(diào)用，它使得驅(qū)動(dòng)程序能創(chuàng)建需要的注冊(cè)鍵，用于將一個(gè)驅(qū)動(dòng)程序所需的注冊(cè)表信息寫入到HKEY_LOCAL_MACHINE\Drivers\USB\ClientDrivers目錄下，例如設(shè)備名稱等。需要注意的是，USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序不使用標(biāo)準(zhǔn)的注冊(cè)表函數(shù)，而是使用RegisterClientDriverID()、RegisterClientSettings()函數(shù)來注冊(cè)相應(yīng)的設(shè)備信息。

USBUninstallDriver是在用戶刪除USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序時(shí)調(diào)用，負(fù)責(zé)刪除注冊(cè)鍵并釋放其它相關(guān)資源。它通過調(diào)用 UnRegisterClientSettings()和UnRegisterClientDriverID()函數(shù)來刪除由驅(qū)動(dòng)程序的 USBInstallDriver()函數(shù)創(chuàng)建的所有注冊(cè)鍵。因此，我們?cè)隍?qū)動(dòng)程序中就需要嚴(yán)格按照這三個(gè)函數(shù)的原型來實(shí)現(xiàn)，否則就不能為設(shè)備管理器所識(shí)別。

3．USB設(shè)備流接口驅(qū)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)步驟

從WinCE USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)模型及結(jié)構(gòu)分析中，我們可以清晰的看到主機(jī)和外設(shè)之間的實(shí)現(xiàn)方式。在主機(jī)端，通過USBD模塊和HCD模塊使用默認(rèn)的PIPE訪問一個(gè)通用的邏輯設(shè)備，實(shí)際上就是說USBD和HCD是一組訪問所有USB設(shè)備的邏輯接口，它們負(fù)責(zé)管理所有USB設(shè)備的連接、加載、移除、數(shù)據(jù)傳輸和通用配置。其中HCD是主機(jī)控制驅(qū)動(dòng)，是為USBD提供底層的功能訪問服務(wù)，USBD是USB總線驅(qū)動(dòng)，位于HCD的上層，利用HCD的服務(wù)提供較高層次的功能。因此，實(shí)現(xiàn)USB加載流驅(qū)動(dòng)程序大致需要完成以下步驟：

（1）選擇代表設(shè)備的文件名前綴。前綴非常重要，設(shè)備管理器在注冊(cè)表中通過前綴來識(shí)別設(shè)備。同時(shí)，在流接口命名時(shí)也將這個(gè)前綴作為入口點(diǎn)函數(shù)的前綴，如果設(shè)備前綴為XXX，那么流接口對(duì)應(yīng)為XXX_Close，XXX_Init等。

（2）設(shè)置驅(qū)動(dòng)的各個(gè)入口點(diǎn)函數(shù)。所謂入口點(diǎn)是指提供給設(shè)備管理器的標(biāo)準(zhǔn)文件I/O接口。在生成一個(gè)DLL后，就用設(shè)備文件名前綴替換名字中的XXX。因此，每個(gè)加載式流接口驅(qū)動(dòng)程序必須實(shí)現(xiàn)XXX_Init()、XXX_IOControl()以及XXX_PowerUp()等一組標(biāo)準(zhǔn)的函數(shù)，用來完成標(biāo)準(zhǔn)的文件I/O函數(shù)和電源管理等。

（3）建立.DEF文件。當(dāng)設(shè)備管理器初始化USB設(shè)備編譯出來的流接口函數(shù)后，還必須建立一個(gè).def文件。DEF文件定義了DLL要導(dǎo)出的接口集，而且加載式流驅(qū)動(dòng)大多是以DLL形式存在的，所以應(yīng)將DLL和DEF的文件名統(tǒng)一起來。DEF文件告訴鏈接程序需要輸出什么樣的函數(shù)，最后將驅(qū)動(dòng)程序編譯到內(nèi)核中去，這樣這個(gè)USB設(shè)備流接口驅(qū)動(dòng)程序就可以被應(yīng)用程序調(diào)用。

（4）在注冊(cè)表中為驅(qū)動(dòng)程序建立表項(xiàng)。在注冊(cè)表中建立驅(qū)動(dòng)程序入口點(diǎn)，這樣設(shè)備管理器才能識(shí)別和管理這個(gè)驅(qū)動(dòng)。此外，注冊(cè)表中還能存儲(chǔ)額外的信息，這些信息可以在驅(qū)動(dòng)運(yùn)行之后被使用到。

在這次USB驅(qū)動(dòng)開發(fā)過程中，錯(cuò)走許多冤枉路使我叫苦連天。我感受最深的是由于WinCE提供了通用串行總線驅(qū)動(dòng)程序（USBD）模塊、USBD接口函數(shù)全集、樣本主機(jī)控制器驅(qū)動(dòng)程序（HCD）模塊。所以，我們只需要根據(jù)USB設(shè)備硬件特性，利用USBD提供的不同函數(shù)，實(shí)現(xiàn)流接口函數(shù)與外圍設(shè)備的交互。在沒有特別的情況下，我最大的收獲經(jīng)驗(yàn)是把這些公用的源程序照搬過來，能極大的縮短開發(fā)周期，從而能更快速地進(jìn)行嵌入式開發(fā)。

隨著USB設(shè)備的普及，擺在開發(fā)人員面前的驅(qū)動(dòng)開發(fā)任務(wù)也是越來越繁重了，特別是對(duì)于一些嵌入式開發(fā)廠商來講，由于設(shè)備所采用的操作系統(tǒng)不同，相應(yīng)的硬件接口也是不一樣的，開發(fā)相關(guān)的USB 驅(qū)動(dòng)程序更是難上加難。Windows CE.NET 是微軟推出的功能強(qiáng)大的嵌入式操作系統(tǒng)，國(guó)內(nèi)采用此操作系統(tǒng)的廠商已經(jīng)很多了，本文就以windows ce.net為例，簡(jiǎn)單介紹一下如何開發(fā)windows ce.net下的USB驅(qū)動(dòng)程序。

首先要熟悉一些USB的基本概念，當(dāng)然最好把USB 1.1的協(xié)議看一遍，（當(dāng)然現(xiàn)在2。0的協(xié)議都已經(jīng)有了）http://www.usb.org
上可以下載，我記得好像有個(gè)中文版的，翻譯的還可以，http://www.driverdevolep.com
上有的，具體位置記不太清楚了，中文版的協(xié)議可以快速翻一邊，了解一些基本的概念，但是設(shè)計(jì)到一些關(guān)鍵性的東西最好還是看英文版的心里比較清楚些。

這里我就不介紹USB的基本協(xié)議了，假設(shè)用戶已經(jīng)熟悉了USB設(shè)備的一些基本的概念，并且對(duì)Winows CE.NET的開發(fā)有一定的了解。

下面簡(jiǎn)略介紹一下Windows CE.NET中USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)開發(fā)的一些基礎(chǔ)知識(shí)。

Windows CE.NET 的USB系統(tǒng)軟件分為兩層： USB Client設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和底層的Windows CE實(shí)現(xiàn)的函數(shù)層。USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序主要負(fù)責(zé)利用系統(tǒng)提供的底層接口配置設(shè)備，和設(shè)備進(jìn)行通訊。底層的函數(shù)提本身又由兩部分組成，通用串行總線驅(qū)動(dòng)程序（USBD）模塊和較低的主控制器驅(qū)動(dòng)程序（HCD）模塊。HCD負(fù)責(zé)最最底層的處理，USBD模塊實(shí)現(xiàn)較高的USBD函數(shù)接口。USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)主要利用 USBD接口函數(shù)和他們的外圍設(shè)備打交道。

USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序主要和USBD打交道，所以我們必須詳細(xì)的了解USBD提供的函數(shù)。

主要的傳輸函數(shù)有：
AbourtTransfer　　　IssueControlTransfer
CloseTransfer 　　　IssueInterrupTransfer
GetIsochResult　　　IssueIsochTransfer
GetTransferStatus　 IstransferComplete
IssueBulkTransfer　 IssueVendorTransfer

主要的用于打開和關(guān)閉USBD和USB設(shè)備之間的通信通道的函數(shù)有：
AbortPipeTransfers　　ClosePipe
IsDefaultPipeHalted 　IsPipeHalted
OpenPipe　　　　　　　ResetDefaultPipe
ResetPipe

相應(yīng)的打包函數(shù)接口有：
GetFrameLength　　　GetFrameNumber　　　ReleaseFrameLengthControl
SetFrameLength　　　TakeFrameLengthControl

取得設(shè)置設(shè)備配置函數(shù)：
ClearFeature 　　SetDescriptor
GetDescriptor　　SetFeature
GetInterface　　 SetInterface
GetStatus　　　　SyncFrame

與USB進(jìn)行交互的實(shí)現(xiàn)方法相關(guān)的多任務(wù)函數(shù)：
FindInterface　　　　　　　　　RegisterClientDeviceId
GetDeviceInfo　　　　　　　　　RegisterClientSettings
GetUSBDVersion 　　　　　　　　RegisterNotificationRoutine
LoadGenericInterfaceDriver 　　TranslateStringDescr
OpenClientRegisterKey　　　　　UnRegisterNotificationRoutine
常見的Windows CE.NET下USB的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的編寫有以下幾種方法：

● 流式接口函數(shù)
這種驅(qū)動(dòng)程序主要呈現(xiàn)流式函數(shù)接口，主要輸出XXX_Init,XXX_Deinit,XXX_Open,XXX_Close,XXX_Open,XXX_Close,XXX_Read,XXX_Write,
XXX_Seek, XXX_IOControl,XXX_PowerUp,XXX_PowerDown等流式接口，注意上述的幾個(gè)接口一定都要輸出，另外XXX必須為三個(gè)字符，否則會(huì)出錯(cuò)。但是此類的驅(qū)動(dòng)程序不是通過設(shè)備管理接口來加載的，所以必須手工的調(diào)用RegisterDevice（）和 DeregisterDevice（）函數(shù)來加載和卸載驅(qū)動(dòng)程序。用戶可以將此類的設(shè)備作為標(biāo)準(zhǔn)的文件來操作，只要調(diào)用相應(yīng)的文件操作就可以和驅(qū)動(dòng)程序打交道。

● 使用現(xiàn)有的Window CE.NET的應(yīng)用程序接口
此類設(shè)備主要是利用Windows CE.NET中已經(jīng)有了現(xiàn)成的函數(shù)接口，例如USB Mass Storage Disk，它主要利用現(xiàn)有的Windows CE.Net中已經(jīng)有的可安裝文件系統(tǒng)接口，呈現(xiàn)給系統(tǒng)可用的文件系統(tǒng)，對(duì)于用戶來講，它是透明的，用戶僅僅感覺在操作一個(gè)文件夾。

● 創(chuàng)建指定到特定的USBD的用戶指定的API
這種方法在USBD呈現(xiàn)設(shè)備時(shí)不需要任何限制，主要是特制的提供API給用戶，一般不太常見。

USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序必須輸出的函數(shù)有：
● USBDeviecAttach
當(dāng)USB設(shè)備連接到計(jì)算機(jī)上時(shí)，USBD模塊就會(huì)調(diào)用此函數(shù)，這個(gè)函數(shù)主要用于初始化USB設(shè)備，取得USB設(shè)備信息，配置USB設(shè)備，并且申請(qǐng)必需的資源。
● USBInstallDriver
主要用于創(chuàng)建一個(gè)驅(qū)動(dòng)程序加載所需的注冊(cè)表信息，例如讀寫超時(shí)，設(shè)備名稱等。
● USBUninstallDriver
主要用于釋放驅(qū)動(dòng)程序所占用的資源，以及刪除USBInstallDriver函數(shù)創(chuàng)建的注冊(cè)表等。
上述的三個(gè)函數(shù)接口是所有的USB驅(qū)動(dòng)程序必須提供的，缺一不可。
另外比較重要的是USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的注冊(cè)表配置，一般的USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的注冊(cè)表配置在HKEY_LOCAL_MACHINE\Drivers\USB \LoadClients下，每個(gè)驅(qū)動(dòng)程序的子鍵都有Group1_ID\Group2_ID\Group3_ID\DriverName格式，如果注冊(cè)表信息與USB設(shè)備信息符合，USBD就會(huì)加載此驅(qū)動(dòng)程序。否則設(shè)備的子鍵應(yīng)該由供應(yīng)商，設(shè)備類和協(xié)議信息通過下劃線組成。
具體的配置舉個(gè)例子：
例如你有個(gè)PDA設(shè)備，它具有一個(gè)USB接口，它的供應(yīng)廠商ID假設(shè)為0x0888,設(shè)備ID為0x0999,沒有使用特殊的協(xié)議，那么它的加載注冊(cè)表應(yīng)該寫為：
[HKEY_LOCAL_MACHINE\Drivers\USB\LoadClients\2184_2457\Default\Default\PDA] "DLL"="pdausb.dll"
需要注意的是注冊(cè)表構(gòu)成都是十進(jìn)制數(shù)值來標(biāo)識(shí)的，注意一下十進(jìn)制和十六進(jìn)制的轉(zhuǎn)換。
再舉個(gè)USB鼠標(biāo)的例子，USB鼠標(biāo)是標(biāo)準(zhǔn)的HID設(shè)備，它的協(xié)議為：InterfaceClassCode為3（HID類）， InterfaceSubclassCode為1（引導(dǎo)接口類），InterfaceProtocolCode為2（鼠標(biāo)協(xié)議類），所以它的注冊(cè)如下：
[HKEY_LOCAL_MACHINE\Drivers\USB\LoadClients\Default\Default\3_1_2\USBMouse] "DLL"="usbmouse.dll"

到此為止，我們可以看出，其實(shí)驅(qū)動(dòng)開發(fā)無非做兩件事情，一件是和硬件打交道，另外一件是和操作系統(tǒng)打交道。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，例如：我們需要開發(fā)一個(gè)USB鼠標(biāo)驅(qū)動(dòng)程序，我們就需要了解USB鼠標(biāo)硬件上是怎么發(fā)送數(shù)據(jù)的？操作系統(tǒng)怎么才能得到鼠標(biāo)的控制事件？其實(shí)USB鼠標(biāo)是有一個(gè)中斷PIPE的，用于傳送鼠標(biāo)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，Windwos CE.NET中有個(gè)接口函數(shù)叫做mouse_event(),專門用于產(chǎn)生鼠標(biāo)事件，但是它是不關(guān)心具體什么硬件的，甚至我們自己在應(yīng)用程序中調(diào)用這個(gè)函數(shù)都可以實(shí)現(xiàn)模擬鼠標(biāo)，對(duì)應(yīng)的有個(gè)keybd_event（），用于產(chǎn)生鍵盤事件，知道了這個(gè)就好辦多了，只要將相應(yīng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換一下，調(diào)用一下 mouse_event（）即可

例如我們有個(gè)USB Mouse設(shè)備，設(shè)備信息描述如下：
Device Descriptor:
bcdUSB: 0x0100
bDeviceClass: 0x00
bDeviceSubClass: 0x00
bDeviceProtocol: 0x00
bMaxPacketSize0: 0x08 (8)
idVendor: 0x05E3 (Genesys Logic Inc.)
idProduct: 0x0001
bcdDevice: 0x0101
iManufacturer: 0x00
iProduct: 0x01
iSerialNumber: 0x00
bNumConfigurations: 0x01

ConnectionStatus: DeviceConnected
Current Config Value: 0x01
Device Bus Speed: Low
Device Address: 0x02
Open Pipes: 1

Endpoint Descriptor:
bEndpointAddress: 0x81
Transfer Type: Interrupt
wMaxPacketSize: 0x0003 (3)
bInterval: 0x0A

可以看出上述設(shè)備有一個(gè)中斷PIPE，包的最大值為3。可能有人問上述的值怎么得到的，win2k 的DDK中有個(gè)usbview的例程，編譯一下，將你的USB設(shè)備插到PC機(jī)的USB口中，運(yùn)行usbview.exe即可看得相應(yīng)的設(shè)備信息。

有了這些基本信息，就可以編寫USB設(shè)備了，首先聲明一下，下面的代碼取自微軟的USB鼠標(biāo)樣本程序，版權(quán)歸微軟所有，此處僅僅借用來描述一下USB鼠標(biāo)驅(qū)動(dòng)的開發(fā)過程，讀者如需要引用此代碼，需要得到微軟的同意。

首先，必須輸出USBD要求調(diào)用的三個(gè)函數(shù)，首先到設(shè)備插入到USB端口時(shí)，USBD會(huì)調(diào)用USBDeviceAttach()函數(shù)，相應(yīng)的代碼如下：
extern "C" BOOL
USBDeviceAttach(
USB_HANDLE hDevice, // USB設(shè)備句柄
LPCUSB_FUNCS lpUsbFuncs, // USBDI的函數(shù)集合
LPCUSB_INTERFACE lpInterface, // 設(shè)備接口描述信息
LPCWSTR szUniqueDriverId, // 設(shè)備ID描述字符串。
LPBOOL fAcceptControl, // 返回TRUE，標(biāo)識(shí)我們可以控制此設(shè)備， 反之表示不能控制
DWORD dwUnused)
{
*fAcceptControl = FALSE;
// 我們的鼠標(biāo)設(shè)備有特定的描述信息，要檢測(cè)是否是我們的設(shè)備。
if (lpInterface == NULL)
return FALSE;
// 打印相關(guān)的USB設(shè)備接口描述信息。
DEBUGMSG(ZONE_INIT,(TEXT("USBMouse: DeviceAttach, IF %u, #EP:%u, Class:%u, Sub:%u,Prot:%u\r\n"), lpInterface->Descriptor.bInterfaceNumber,lpInterface->Descriptor.bNumEndpoints, lpInterface->Descriptor.bInterfaceClass,lpInterface->Descriptor.bInterfaceSubClass,lpInterface->Descriptor.bInterfaceProtocol));
// 初試數(shù)據(jù)USB鼠標(biāo)類，產(chǎn)生一個(gè)接受USB鼠標(biāo)數(shù)據(jù)的線程
CMouse * pMouse = new CMouse(hDevice, lpUsbFuncs, lpInterface);
if (pMouse == NULL)
return FALSE;

if (!pMouse->Initialize())
{
delete pMouse;
return FALSE;
}

// 注冊(cè)一個(gè)監(jiān)控USB設(shè)備事件的回調(diào)函數(shù)，用于監(jiān)控USB設(shè)備是否已經(jīng)拔掉。
(*lpUsbFuncs->lpRegisterNotificationRoutine)(hDevice,
USBDeviceNotifications, pMouse);

*fAcceptControl = TRUE;
return TRUE;
}

第二個(gè)函數(shù)是 USBInstallDriver（）函數(shù)，
一些基本定義如下：
const WCHAR gcszRegisterClientDriverId[] = L"RegisterClientDriverID";
const WCHAR gcszRegisterClientSettings[] = L"RegisterClientSettings";
const WCHAR gcszUnRegisterClientDriverId[] = L"UnRegisterClientDriverID";
const WCHAR gcszUnRegisterClientSettings[] = L"UnRegisterClientSettings";
const WCHAR gcszMouseDriverId[] = L"Generic_Sample_Mouse_Driver";

函數(shù)接口如下：
extern "C" BOOL
USBInstallDriver(
LPCWSTR szDriverLibFile) // @parm [IN] - Contains client driver DLL name
{
BOOL fRet = FALSE;
HINSTANCE hInst = LoadLibrary(L"USBD.DLL");

// 注冊(cè)USB設(shè)備信息
if(hInst)
{
LPREGISTER_CLIENT_DRIVER_ID pRegisterId = (LPREGISTER_CLIENT_DRIVER_ID)
GetProcAddress(hInst, gcszRegisterClientDriverId);

LPREGISTER_CLIENT_SETTINGS pRegisterSettings =
(LPREGISTER_CLIENT_SETTINGS) GetProcAddress(hInst,
gcszRegisterClientSettings);

if(pRegisterId && pRegisterSettings)
{
USB_DRIVER_SETTINGS DriverSettings;

DriverSettings.dwCount = sizeof(DriverSettings);

// 設(shè)置我們的特定的信息。
DriverSettings.dwVendorId = USB_NO_INFO;
DriverSettings.dwProductId = USB_NO_INFO;
DriverSettings.dwReleaseNumber = USB_NO_INFO;

DriverSettings.dwDeviceClass = USB_NO_INFO;
DriverSettings.dwDeviceSubClass = USB_NO_INFO;
DriverSettings.dwDeviceProtocol = USB_NO_INFO;

DriverSettings.dwInterfaceClass = 0x03; // HID
DriverSettings.dwInterfaceSubClass = 0x01; // boot device
DriverSettings.dwInterfaceProtocol = 0x02; // mouse

fRet = (*pRegisterId)(gcszMouseDriverId);

if(fRet)
{