USB接口的驱动程序开发指南必读底层开发,USB外设基础.pdf

第22卷第2期河北省科学院学报Vo1．22NO．2
2005年6月JournaloftheHebeiAcademyofSciencesJune2005

文章编号：1001—9383{2005l02—0017—04

USB接口的驱动程序开发

盖素丽，常青
(1．河北省应用数学研究所，河北石家庄050081；2．河北经贸大学，河北石家庄050061)

摘要：介绍了USB的概况和WDM型的USB设备驱动程序结构，并结合开发的智能卡读写器驱动程序给
出关键例程主要代码。
关键词：USB；WDM；设备驱动程序
中国分类号：TP3l1文献标识码：A

ThedevelopmentofdriverprogrammingforUSB
GESu．1i。CHANGOingz

(1．AppliedMathematicsInstituteofHebei，ShOiazhuangHebei050081，China；

2．HebeiUniversityofEconomicsandTrade，ShijiazhuangHebei，050062，China)
Abstract：ThegeneralsituationandthedriverprogrammingstructureoftheWDMtypeforUSBareintro—
duced．Asanexample，theprimarycodeoftheSmartCardreaderdriverprogrammeisgiven．

Keywords：USB；WDM；Devicedriverprogram

随着微机技术水平的日益提高，传统的计算接口已经不能满足当前计算机高速发展的需求，计算机
业界迫切需要新的通用型、高速总线接口，通用外设接口标准USB就应运而生。USB(UniversalSerial
Bus)是一种新型的、基于令牌的、高速的串行总线标准。

1USB概况

与其他总线接口相比，USB具有以下突出的优点：
①使用方便。支持热拔插。
②传输速率高。目前的USB2．0协议速度高达480Mbps。
③易于扩展。通过使用Hub扩展可连接多达127个外设。
④使用灵活。共有4种传输模式：控制、同步、中断、批量，以适应不同设备的需要。
⑤独立供电。
正由于上述优点，开发USB接口的设备已成为一种发展趋势。

一个完整的USB系统包括主机系统和USB设备。所有的传输事务都是由主机发起的。一个主机
系统又可以分为以下几个层次结构，如图1所示：
USB总线接口包括USB主控制器和根集线器，其中USB主控制器负责处理主机与设备之间电气
和协议层的互连，根集线器提供USB设备连接点。USB系统使用USB主控制器来管理主机和USB设
备之间的数据传输，另外它也负责管理USB资源，如带宽等。应用软件不能直接访问USB设备硬件，
而通过USB系统和USB总线接口与USB设备进行交互。
USB设备包含一些向主机软件提供一系列USB设备的特征和能力的信息的设备描述符，用来配
置设备和定位USB设备驱动程序。这些信息确保了主机以正确的方式访问设备。通常，一个设备有一

收稿日期：2005—0l一28
作者简介：盏素丽(1977一)，女，河北行唐人，研究实习员，主要从事计算机技术应用的研究

18河北省科学院学报2005年第22卷

奴省坦

一
，且，l|IIl_==I_l接口功能
广亡
¨SR磊有}控制管道■■L▲IusB逻辑设备
⋯一l—I。。。
亡USB接口电缆亡
usB总线接口I=usB总线接口
{==物理信息流

圈1USB的多层次通信梗型
个或多个配置(Configuration)来控制其行为。配置是接口(Interface)的集合，接口指出软件应该如何访
问硬件。接口又是端点(endpoint)的集合，每一个与USB交换数据的硬件就为端点，它是作为通信管道
的一个终点。图1显示了一个多层次结构的通信模型，它表明了端点和管道所扮演的角色。

2WDM型的USB驱动程序结构

对于USB设备来说，其WDM驱动程序分为USB底层(总线)驱动程序和USB功能(设备)驱动程
序。USB驱动程序符合Windows2000下的内核模式驱动程序的分层体系结构，如图2所示。

圈2WDM型的USB驱动程序体系结构
从图2可以看出一般USB驱动程序的流程是：
当应用程序想对USB设备进行I／O操作，它需调用WindowsAPI函数，I／O管理器将此请求构造
成一个合适的I／O请求包(IRP)并把它传递给USB功能驱动程序。USB功能驱动程序接收到这个
IRP后，根据IRP中包含的具体操作代码构造相应USB请求块(Ul)，并把此URB放到一个新的IRP
中，然后把它传递给USB底层驱动程序。USB底层