Windows CE下USB裝置驅動開發的一些基礎知識

 

隨著USB裝置的普及，擺在開發人員面前的驅動開發工作單位也是越來越繁重了，特別是對於一些嵌入式開發廠商來講，由於裝置所採用的作業系統不同，相應的硬體介面也是不一樣的，開發相關的USB驅動程式更是難上加難。Windows CE是微軟推出的功能強大的嵌入式作業系統，國內採用此作業系統的廠商已經很多了，本文就以Windows CE為例，簡單介紹一下如何開發Windows CE下的USB驅動程式。

 

首先要熟悉一些USB的基本概念，當然最好把USB 1.1的協議看一遍，（當然現在2.0的協議都已經有了）http://www.usb.org 上可以下載，我記得好像有個中文版的，翻譯的還可以，http://www.driverdevolep.com 上有的，具體位置記不太清楚了，中文版的協議可以快速翻一遍，瞭解一些基本的概念，但是設計到一些關鍵性的東西最好還是看英文版的心裡比較清楚些。

這裡我就不介紹USB的基本協議了，假設使用者已經熟悉了USB裝置的一些基本的概念，並且對Winows CE的開發有一定的瞭解。

 

Windows CE的USB系統軟體分為兩層： USB Client裝置驅動程式和底層的Windows CE實現的函數層。USB裝置驅動程式主要負責利用系統提供的底層介面配置裝置，和裝置進行通訊。底層的函數提本身又由兩部分組成，通用序列匯流排驅動程式（USBD）模組和較低的主控制器驅動程式（HCD）模組。HCD負責最最底層的處理，USBD模組實現較高的USBD函數介面。USB裝置驅動主要利用USBD介面函數和他們的外圍裝置打交道。

USB裝置驅動程式主要和USBD打交道，所以我們必須詳細的瞭解USBD提供的函數。

主要的傳輸函數有：

 

 

AbourtTransfer      IssueControlTransfer

CloseTransfer       IssueInterrupTransfer

GetIsochResult      IssueIsochTransfer

GetTransferStatus    IstransferComplete

IssueBulkTransfer    IssueVendorTransfer

主要的用於開啟和關閉USBD和USB裝置之間的通訊通道的函數有：

AbortPipeTransfers       ClosePipe

IsDefaultPipeHalted     IsPipeHalted

OpenPipe               ResetDefaultPipe

ResetPipe

相應的打包函數介面有：

GetFrameLength          GetFrameNumber         ReleaseFrameLengthControl

SetFrameLength          TakeFrameLengthControl

取得設定裝置配置函數：

ClearFeature         SetDescriptor

GetDescriptor       SetFeature

GetInterface         SetInterface

GetStatus           SyncFrame

與USB進行互動的實現方法相關的多任務函數：

FindInterface                      RegisterClientDeviceId

GetDeviceInfo                     RegisterClientSettings

GetUSBDVersion                  RegisterNotificationRoutine

LoadGenericInterfaceDriver          TranslateStringDescr

OpenClientRegisterKey             UnRegisterNotificationRoutine

常見的Windows CE.NET下USB的裝置驅動程式的編寫有以下幾種方法：

● 流式介面函數

這種驅動程式主要呈現流式函數介面，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等流式介面，注意上述的幾個介面一定都要輸出，另外XXX必須為三個字元，否則會出錯。但是此類的驅動程式不是通過裝置管理介面來載入的，所以必須手工的調用RegisterDevice（）和DeregisterDevice（）函數來載入和卸載驅動程式。使用者可以將此類的裝置作為標準的檔案來操作，只要調用相應的檔案操作就可以和驅動程式打交道。

● 使用現有的Window CE.NET的應用程式介面

此類裝置主要是利用Windows CE.NET中已經有了現成的函數介面，例如USB Mass Storage Disk，它主要利用現有的Windows CE.Net中已經有的可安裝檔案系統介面，呈現給系統可用的檔案系統，對於使用者來講，它是透明的，使用者僅僅感覺在操作一個檔案夾。

● 建立指定到特定的USBD的使用者指定的API

這種方法在USBD呈現裝置時不需要任何限制，主要是特製的提供API給使用者，一般不太常見。

USB裝置驅動程式必須輸出的函數有：

 

● USBDeviecAttach

當USB裝置串連到電腦上時，USBD模組就會調用此函數，這個函數主要用於初始化USB裝置，取得USB裝置資訊，配置USB裝置，並且申請必需的資源。

● USBInstallDriver

主要用於建立一個驅動程式載入所需的註冊表資訊，例如讀寫逾時，裝置名稱等。

● USBUninstallDriver

主要用於釋放驅動程式所佔用的資源，以及刪除USBInstallDriver函數建立的註冊表等。

上述的三個函數介面是所有的USB驅動程式必須提供的，缺一不可。

 另外比較重要的是USB裝置驅動程式的註冊表配置，一般的USB裝置驅動程式的註冊表配置在HKEY_LOCAL_MACHINE/Drivers/USB/LoadClients下，每個驅動程式的子鍵都有Group1_ID/Group2_ID/Group3_ID/DriverName格式，如果註冊表資訊與USB裝置資訊符合，USBD就會載入此驅動程式。否則裝置的子鍵應該由供應商，裝置類和協議資訊通過底線組成。

 

例如你有個PDA裝置，它具有一個USB介面，它的供應廠商ID假設為0x0888,裝置ID為0x0999,沒有使用特殊的協議，那麼它的載入註冊表應該寫為：

[HKEY_LOCAL_MACHINE/Drivers/USB/LoadClients/2184_2457/Default/Default/PDA]

"DLL"="pdausb.dll"

需要注意的是註冊表構成都是十進位數值來標識的，注意一下十進位和十六進位的轉換。

再舉個USB滑鼠的例子，USB滑鼠是標準的HID裝置，它的協議為： InterfaceClassCode為3（HID類），InterfaceSubclassCode為1（引導介面類），InterfaceProtocolCode為2（滑鼠協議類），所以它的註冊如下：

[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，其實驅動開發無非做兩件事情，一件是和硬體打交道，另外一件是和作業系統打交道。舉個簡單的例子，例如：我們需要開發一個USB滑鼠驅動程式，我們就需要瞭解USB滑鼠硬體上是怎麼發送資料的？作業系統怎麼才能得到滑鼠的控制事件？其實USB滑鼠是有一個中斷PIPE的，用於傳送滑鼠產生的資料，Windwos CE中有個介面函數叫做mouse_event(),專門用於產生滑鼠事件，但是它是不關心具體什麼硬體的，甚至我們自己在應用程式中調用這個函數都可以實現類比滑鼠，對應的有個keybd_event（），用於產生鍵盤事件，知道了這個就好辦多了，只要將相應的資料轉換一下，調用一下mouse_event（）即可。