USB设备驱动程序的设计

对象I包含了应用程序下传的IRP内容，包括命令或数据等参数，函数BuildVendorRequest用来分配并初始化一个用于厂商请求的URB(USB Request Block)，该URB将作为下传IRP的一个参数，通过函数SubmitUrb发送给总线驱动程序，以便完成与硬件的通信。

在初始化URB时需要了解USB的传输方式及传输协议，该功能使用了USB的控制传输方式，该方式包括三个阶段：设置阶段、数据阶段和状态阶段，其中数据阶段可选，开发者主要关注设置阶段中的8个关键字节的定义，8字节分成了5个字段，定义了传输请求及相关信息，这8个字节的格式如图3所示。

bmRequestType

bRequest

wValue

wIndex

wLength

图3 USB设置数据格式

BmRequestType：1字节，用来指定数据流动的方向，请求的类型，以及接收者。

bRequest：1字节，用来指定请求。

wValue：2字节，主机用来传输信息给设备，开发者可以根据情况自己定义。

wIndex：2字节，主机用来传输信息给设备，开发者可以根据情况自己定义。

wLength：2字节，包含数据阶段中接下来要传输的数据字节数目。

以上字段的应用已经在程序注释中标出，在此不再赘述。

USB设备驱动程序的安装及调用

USB设备驱动程序的安装

驱动程序编译完成后会生成一个名为USBDIO.SYS的文件，即USB设备驱动程序，另外在使用向导程序WizardDriver生成驱动程序时会产生一个名为USBDIO.INF的驱动程序安装程序，对此程序只需稍做修改就能正常使用，具体是将类改为USB，即Class=USB，由于本驱动程序使用符号链接名打开设备，所以删除ClassGUID选项，注意设备标识符必需为：%DeviceDesc%=USBDIO_DDI, USBVID_0471&PID_0821，其中0471是USB控制芯片的厂商识别码，0821是USB设备标识码。

驱动程序安装过程是：将USB设备加电，连入计算机的USB接口，这时候会看到Windows操作系统提示发现新硬件，提问是否安装驱动程序，选择是，然后选择驱动程序所在文件夹，选择文件USBDIO.INF即可完成安装。

USB设备驱动程序的调用

为了完成对驱动程序的调用，笔者使用VC++6.0编写了USB应用程序包，程序包共由五个功能模块组成，用户通过调用这些模块即可方便的完成对USB外设的控制及读写，这些模块如下：

1)int CTRLReadData(unsigned char usbSelect,unsigned char *rbuffer,unsigned char numData)，主要功能是读取ISP1581控制端点0发来的数据，数据存放在缓冲区rbuffer中。

2)int CTRLSendTestCommand(unsigned char usbSelect,unsigned short int testCommand)，主要功能是发送测试命令，变量testCommand定义了测试命令。

3) int CTRLSendDMACommand(unsigned char usbSelect,unsigned char dmaDirection,unsigned char ramSelect,unsigned long dmaLength)，主要功能是发送DMA传输命令，变量dmaDirection定义数据传输方向，ramSelect定义将要操作的USB外设的存储器，dmaLength定义了数据传输总数。

4)int DMARead(unsigned char usbSelect,unsigned char *rbuffer,int len,int waitTime)，主要功能是计算机批量读取ISP1581中的数据，而ISP1581以DMA方式从外部RAM读取数据。

5)int DMAWrite(unsigned char usbSelect, unsigned char *rbuffer, int len, int waitTime)，主要功能是计算机批量写数据到ISP1581，而ISP1581将以DMA方式写数据到外部RAM。

结语

USB设备驱动程序开发是Windows编程中较难的一个方面，要求开发者不但要有良好的Windows编程知识，还要掌握USB控制芯片工作原理、USB传输协议、USB固件等相关知识，使用DriverStudio3.2进行USB设备驱动程序开发可大大减少工作量和工作难度，本文所设计的USB设备驱动程序，已经应用到某雷达的自动测试设备中，驱动程序在计算机应用程序控制下可以顺利的发送各种测试命令，批量输入或者输出大量数据，达到设计要求。

参考文献：

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[3] 王跃钢, 韩心中. 基于WDM模式的USB设备驱动程序开发[J]. 微计算机信息, 2008,22(8-3):305–307.

[4] 马官营, 杨明, 吴晓琳. Windows 2000通用设备驱动程序设计[J]. 计算机应用, 2003,23(6):179–180.

[5] 陆原, 魏杰, 孟玮. Windows XP环境下USB设备驱动程序的开发[J]. 国外电子元器件, 2007,(6):28–30.

作者：陈新忠 中国电子科技集团公司第二十研究所 来源：电子产品世界