USB总线数据采集设备驱动程序的设计

2011-08-05 15:00:24来源: 互联网

0 引言
    随着计算机应用技术的发展,虚拟仪器、自动测试系统、自动控制等领域,均越来越多的应用计算机来进行数据处理。USB总线标准的提出,解决了计算机传统I/O接口通用性差、不易扩展、易受计算机插槽数量、地址和中断资源的限制等缺点,使计算机在测控领域的重要性与日俱增,也使USB总线在数采测控业界备受关注,并在各种测控设备中迅速发展,但专用的USB设备不能像鼠标、键盘等HID类设备一样使用Windows系统提供的标准驱动程序,而是需要开发专用的驱动程序。开发驱动程序与开发Windows应用程序完全不同,驱动程序以系统的内核模式运行,任何细小的错误都可能引起操作系统的崩溃。因此,专用设备驱动程序开发的复杂性,成为了USB总线在该领域发展的瓶颈。随着军事装备自动化、数字化、智能化程度越来越高,一种更为简便的驱动程序开发方法的探讨十分有益。基于军用电站检测仪中USB数据采集模块的开发,介绍了USB专用设备驱动程序开发的一般过程。

1 WDM驱动程序概述
    WDM(windows driver mode)是微软推出的一种驱动程序模型,以简化驱动程序的开发。它采用分层驱动的方式,即在应用程序和物理设备之间存在着几个不同层次的驱动程序,且各层驱动程序有不同的优先级,每个驱动程序对应一层,不同层上的驱动程序可以相互调用。USB系统的组成如图1所示:应用程序通过API函数调用Win32系统子函数,驱动程序分为设备驱动程序,总线驱动程序(USBD)和主控制器驱动程序(HCD)三层,它们均运行在系统的内核模式。设备驱动程序使用IRP(I/ORequest Packet)通过总线驱动程序提供的软件接口(USBDI,USB Driver Interface)向总线驱动程序发出I/O请求,并根据数据传输方向提供一个或空或满的内存缓冲区;USBD负责管理数据的总线传输,也有设备驱动程序与其他软件接口的功能单元进行通信,没有直接调用USBD,但总有一个更低层的驱动软件发生USBD调用。主控制器驱动程序处在USB系统软件的最底层,直接与主控制器的硬件通信,它提供了只有总线驱动程序才能访问的主控制器驱动程序软件接口HCDI(Host Control Driver Interface)。其中,总线驱动程序和主控制器驱动程序是系统的底层驱动程序。设备驱动程序是针对某一USB设备的专用驱动程序。

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关键字:USB2.0协议  数据采集  WDM驱动程序

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2011/0805/article_3160.html
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