DSP系統PDIUSBD12的USB設計應用

　　3 驅動程序開發

　　由于現代操作系統對內存、端口等資源均采取了保護措施。一般的應用程序不能夠直接訪問硬件，必須通過設備的驅動程序。設備驅動程序直接和硬件打交道的，并且運行于操作系統核心態，它像操作系統內核一樣具有最高的運行權限，所以它可以直接訪問硬件。

　　USB設備必須使用WDM（Win32 Driver Model）驅動程序模型，它是Microsoft公司定義的WIN32驅動程序模型。WDM是操作系統發展到現在的一種新型驅動程序模型，現在已經成為Windows操作系統驅動程序的主流。

　　在Windows系統下，和應用程序打交道主要有五層模型：硬件層、硬件抽象層、驅動程序、IO管理層和用戶運用程序。從用戶應用程序發出的請求一層一層地往下發送。USB的驅動程序還分為客戶驅動程序、根集線器驅動程序和總線驅動程序。用戶主要開發客戶驅動程序即可，蓁其余更底層的操作系統已經為用戶準備好。客戶驅動程序由一系列的例程(也即一般程序的函數)組成，它沒有main()函數入口點。因此，USB設備和驅動程序打交道必須由操作系統的IO管理層參與，它使用了一種全局量叫作IO請求包即IRP。主要工作原理如下：

　　(1)開始時用戶應用程序向驅動程序發出請求(Windows API函數)，并將相關的數據打包成IRP，IO管理器捕獲這個IRP包并進行相應的處理。

　　(2)IO管理器向客戶驅動程序發送IRP請求包，請求客戶驅動程序進行相應的處理。

　　(3)客戶驅動程序處理完接收到的IRP，設好相關環境后將之傳給更底層的驅動程序，最后由總線驅動程序完成對硬件的操作，并將結果返回。

　　用戶要做的事就是開發客戶驅動程序。本課題用的是基于WIN2000 DDK的DriverWorks驅動程序開發工具，同時還要VC++6.0編譯環境。這種工具可生成驅動程序框架，用戶進行修改并加入自己要實現的功能即可，大大縮短了開發的時間。

　　4 用戶應用程序

　　應用程序是實現硬件功能的全部體現。但應用程序不能直接訪問USB設備，它必須先與驅動程序通信，通過驅動程序來訪問USB設備。它的工作是向硬件發送數據或命令，這些數據和命令由驅動程序經過層層處理，最后發送到硬件實現相關的動作。應用程序與驅動程序打交道主要是通過操作系統的API函數。

　　其工作原理如下：

　　(1)應用程序通過調用CreateFile API函數取得USB設備的句柄。該符號鏈接包含一個全域惟一標識符（globally unique identifier,GUID）。GUID是一個128位的號碼，Windows用來惟一識別一個設備對象。

　　(2)通過這個句柄，應用程序通過調用ReadFile和WriteFile API函數來讀寫USB設備，將數據返回到用戶緩沖區。

　　(3)通過這個句柄，應用程序通過調用DeviceIoControl API函數來向USB設備發出控制命令，以實現特定的要求，這個函數還可能有相應的數據傳輸。

　　(4)應用程序處理從USB設備接收到的數據，如果出錯，將給出相應的警告，如果成功，處理完后關閉設備的句柄。