2024年4月21日发(作者：)
由于中断处理过程运行于较高的优先级上，它们能屏蔽许多级别小于或等于
它们的过程的执行，如果它们占用ＣＰＵ时间过长，很容易使系统性能下降，因
此中断服务例程应尽可能快地执行完。然而有的中断服务例程需要完成很多任
务，为不影响系统性能，除最紧迫的任务外，其他的部分放在一个被称为延迟过
程调用（ＤＰＣ）的例程中来完成。
至此，驱动程序设计的主要内容也就完成了。
ＵＳＢ设备驱动程序的特殊之处是ＵＳＢ总线不允许ＵＳＢ功能驱动程序直接对
硬件的访问。ＵＳＢ设备驱动程序，必须使用ＵＳＢ总线驱动程序访问ＵＳＢ设备，
而不能直接访问硬件。ＵＳＢ设备驱动程序通常又称为ＵＳＢ客户驱动程序。对于
ＵＳＢ客户驱动程序来说，总线枚举和信息如何传输这些细节由ＵＳＢ总线驱动程
序来完成，而客户驱动程序并不需要知道。
客户驱动程序通过一个或多个管道访问功能设备，管道是主机之间单向或双
向的数据传输通道，管道有４种类型：控制管道把命令传输给设备（包括ＵＳＢ
设置和配置信息），含有沿任一方向的数据传输；中断管道传输设备特定的信息
给主机；块管道传输更大量的数据：等时管道传输时间敏感的数据。
ＵＳＢ客户驱动程序是支持即插即用功能的标准ＷＤＭ驱动程序。当一个ＵＳＢ
设备插入时，ＵＳＢ总线驱动程序检测到设备的插入，ＰｎＰ管理器使用厂商ＩＤ或
设备类信息选择要运行的驱动程序。首先调用驱动程序的ＡｄｄＤｅｖｉｃｅ例程，并发
出其他的ＰｎＰＩＲＰ。这里需要特别说明的是ＵＳＢ客户驱动程序绝不会收到任何硬
件资源，因为由ＵＳＢ总线驱动程序来处理所有的低层Ｉ／Ｏ。
此外，ＵＳＢ设备特别容易发生意外删除，如用户不小心（或者有意）拔掉了
ＵＳＢ插头。在Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００中，将收到一个“意外删除”ＰＩｌＰＩＲＰ，而在Ｗｉｎｄｏｗｓ
９８中，只有“删除设备”ＰＩｌＰＩＲＰ。即使有对该设备打开的旬柄，这些请求也
必须成功。这时在处理过程中的任何传输必须中止。
ＵＳＢ客户驱动程序在它的下沿进行对ＵＳＢ总线驱动程序的调用，但是它可
以实现需要的上沿功能，具体的依照ＵＳＢ设备的用途而定。
ＵＳＢ客户驱动程序对ＵＳＢ总线驱动程序的调用是通过使用表４—２所示的
ＵＳＢ驱动程序接口（ＵＳＢＤＩ）内部ＩＯＣＴＬ实现的。这些ＩＯＣＴＬ都是内部的，只
能用于内核的其他部分（如设备驱动程序），而不能用于用户态应用程序。这些
ＩＯＣＴＬ中最重要的内部ＩＯＣＴＬ是ＩＯＣＴＬ
ＩＮＴＥＲＮＡＬ
ＵＳＢ
ＳＵＢＭＩＴ
ＵＲＢ，它
发出ＵＳＢ请求块（ＵＲＢ）由ＵＳＢ总线类驱动程序处理。共有３０多个不同的ＵＲＢ
功能代码，ＵＳＢ客户驱动程序使用ＵＲＢ做它们大多数的工作。ＵＳＢ设备驱动程
序的作用实际上就是进行各种ＵＳＢＤＩ的调用。
表４－２ＵＳＢＤＩ的内部ＩＯＣＴＬ
１０ＣＴＬ＿ＩＮＴＥＲＮＡＬ』ＳＢ—ＳＵＢＭｌｌ』ＲＢ
发出ＵＲＢ
ＩＯＣＴＵＮＴＥＲＮＡＬ
ＵＳＢＲＥＳＥＴＰＯＲＴ
复位并重新启用一个端口
ＩＯＣＴｌⅢＴＥＲＮＡｔＵＳＢ—ＧＥＣＰＲＯＴ
ＳＴＡＴＵＳ
得到端口状态
ＩＯＣＴＬ－ＩＮＴＥＲＮＡＬ
ＵＳＢ＿ＥＮＡＢＬｔＰＯＲＴ
重新启用一个被禁止的端ｕ
ＩＯＣＴＬ—ＩＮＴＥＲＮＡＬ
ＵＳＢ＿ＧＥＴ
ＨＵＢ—ＣＯＵＮＴ
由集线器驱动程序在内部使用
ＩＯＣＴＬ
ＩＮＴＥＲＮＡＬ＿ＵＳＢ—ＣＹＣＬＥ＿ＰＯＲＴ
模拟设备拔出和再次插入
ＩＯＣＴＬｊＮＴＥＲＮＡＬｕＳＢ—ＧＥＴ＿ＲＯＯＴＨＵＢ
ＰＤＯ
由集线器驱动程序在内部使用
ＩＯＣＴｔＩＮＴＥＲＮＡｔＵＳＢ—ＧＥｊ二ＨＵＢ—ＮＡＭＥ得到ＵＳＢ集线器的设备名
填写ＵＳＢ—ＢＵｓ＿－ＮＯＴｌＦＩＣＡＴＩＯＮ结
ＩＯＣＴＬ＿ＩＮＴＥＲＮＡＬ－ＵＳＢ＿ＧＥＴ
ＢＵＳ—ＩＮＦＯ
构
ＩＯＣＴＬ＿ＩＮＴＥＲＮＡＬ＿ｕＳＢ—ＧＥＴ—ＣＯＮＴＲＯＬＬＥＲ＿ＮＡＭＥ得到主机控制器设备名
ＵＳＢＤＩ的调用采用如下方式：首先必须为内部的ＩＯＣＴＬ创建一个新的ＩＲＰ，
填写该ＩＲＰ，并沿设备栈向下把这个ＩＲＰ发送给ＵＳＢ总线驱动程序。然后等待
它，直到该ＩＲＰ被处理。
创建一个新的ＩＲＰ，通常使用ＩｏＢｕｉｌｄＤｅｖｉｃｅｌｏＣｏｕｎｔｒｏｌＲｅｑｕｅｓｔ来构造一个新
的内部ＩＲＰ，ＩＯＣＴＬ控制代码必须使用缓冲Ｉ／Ｏ方式。ＵＳＢ内部ＩＯＣＴＬ不使用
标准输入和输出缓冲区，而必须设置下一个栈单元Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．Ｏｔｈｅｒｓ．Ａｒｇｕｍｅｎｔｌ
域，这个Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．Ｏｔｈｅｒｓ．Ａｒｇｕｍｅｎｔｌ域指向一个ＵＲＢ。因此，在这之前，还应
该构造好一个ＵＲＢ。设置完成后，调用ＩｏＣａｌｌＤｒｉｖｅｒ将ＩＲＰ传递给下一层的总线
驱动程序。
ＵＲＢ作为ＵＳＢ内部ＩＯＣＴＬ的参数传递给下一级的ＵＳＢ总线驱动程序，ＵＳＢ
客户驱动程序使用ＵＲＢ完成它的大部分工作，ＵＲＢ在ＵＳＢ客户驱动程序有着
重要的作用。为更容易地构造ＵＲＢ，ＤＤＫ提供了很多例程来构造一个ＵＲＢ，如
利用ＵｓｂＢｕｉｌｄＧｅｔＤｅｓｃｒｉｐｔｏｒＲｅｑｕｅｓｔ可以构造一个获得设备描述符ＵＲＢ，
ＵｓｂＢｕｉｌｄＩｎｔｅｒｒｕｐｔＯｒＢｕｌｋＴｒａｎｓｆｅｒＲｅｑｕｅｓｔ用来构造块传输或中断传输ＵＲＢ等等。
总之，ＵＳＢ客户驱动程序设计是非常复杂的。通常的作法是先构造ＵＲＢ，
然后创建ＩＲＰ，然后将ＵＲＢ指针填入下一个栈单元的
Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．Ｏｔｈｅｒｓ．Ａｒｇｕｍｅｎｔｌ域中，最后调用下一层的总线驱动程序。按照ＵＳＢ
总线的规范，一次次地重复以上过程，即可实现ＵＳＢ设备的驱动。
最后，需要说的一点是：利用ＤＤＫ设计驱动程序一般来说是很复杂的。在
ＤＤＫ的ＳＲＣ目录下有大量的驱动程序模板，这些模板为我们提供了一个驱动程
序框架，利用这些模板进行驱动程序的开发可以大大减少我们驱动程序设计的工
作量。
注意事项：
在微软的ｗｈｉｔｅ
ｐａｐｅｒｓ里称，所有在Ｗｉｎｄｏｗｓ
９５之后的Ｗｉｎｄｏｗｓ操作系统
都已实现了ＷＤＭ，包括Ｗｉｎｄｏｗｓ
９８、Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００、Ｗｉｎｄｏｗｓ
ＸＰ、Ｗｉｎｄｏｗｓ
Ｍｅ，
并且在后续的操作系统中，也将继续支持ＷＤＭ。虽然，这是ＷＤＭ主要的设计
目标之一，但现在看来，微软在不断完善ＷＤＭ的同时，也使这个问题变得有些
混乱了，在微软的Ｗｈｉｔｅ
ｐａｐｅｒｓ和各操作系统的ＤＤＫ里，得到的信息总是有些
含糊。一开始，Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ宣称ＷＤＭ驱动程序会是Ｗｉｎｄｏｗｓ９８和Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００ｘ８６
之间二进制兼容的，且与Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００
Ａｌｐｈａ平台源代码兼容。但是，现在看
来并不能保证二进制兼容，尽管ＤＤＫ在这方面并不清楚。为了安全起见，建议
在为Ｗｉｎｄｏｗｓ９８构造驱动程序时，使用Ｗｉｎｄｏｗｓ９８驱动程序开发工具包（ＤＤＫ），
而对Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００使用Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００ＤＤＫ．如果使用仅在Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００中出现
的一些ＷＤＭ功能，则就不能达到源代码兼容。例如，Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００ＵＳＢ系统
驱动程序支持一些Ｗｉｎｄｏｗｓ９８驱动程序不可用的功能。编写跨平台驱动程序时，
微软对开发者的建议是，在不同的目标平台下，进行严格的测试。
现在我们有好几种Ｗｉｎｄｏｗｓ平台下的驱动程序开发技术了，虽然ＷＤＭ提供
了一个全新的解决方案，但为特定的设备和特定的平台选择一种合适的驱动程序
类型来开发，仍然非常重要。如果你只需要写一个Ｗｉｎｄｏｗｓ９５的驱动程序，用
ＶｘＤ。如果你只需要一个Ｗｉｎｄｏｗｓ
ＮＴ
４．０的驱动程序，用ＮＴ内核模式驱动程
序。如果系统里有一个ＷＤＭ类驱动程序支持你的设备，而你所写的驱动程序不
需要与Ｗｉｎｄｏｗｓ９５和Ｗｉｎｄｏｗｓ
ＮＴ
４．０兼容，用ＷＤＭ。如果你的主要目标是
Ｗｉｎｄｏｗｓ
９８，那么你必须决定是否要与其他的操作系统兼容如果你关心与
Ｗｉｎｄｏｗｓ
９５兼容，那么你必须写一个ＶｘＤ。如果你关心与Ｗｉｎｄｏｗｓ
ＮＴ兼容，
那么写一个ＷＤＭ。注意，ＷＤＭ驱动程序不会在Ｗｉｎｄｏｗｓ
９５和Ｗｉｎｄｏｗｓ
ＮＴ４．０
下工作，但是，ＷＤＭ驱动程序与ＮＴ下的驱动程序有许多的相似之处，可以很
容易的将ＷＤＭ驱动程序改写成ＮＴ的内核模式驱动程序。如果你的主要目标是
Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００，那么你必须决定是否要与其他的操作系统兼容如果你需要与
Ｗｉｎｄｏｗｓ
ＮＴ兼容，那么你必须写一个ＮＴ内核模式驱动程序。如果你关心与
Ｗｉｎｄｏｗｓ９８兼容，那么写一个ＷＤＭ。注意，ＷＤＭ驱动程序不会在Ｗｉｎｄｏｗｓ
ＮＴ
４．０下工作，但是，ＷＤＭ驱动程序与ＮＴ下的驱动程序有许多的相似之处，可
以很容易的将ＷＤＭ驱动程序改写成ＮＴ的内核模式驱动程序。ＷｉｎｄｏＷＳ
９８虽
然支持ＷＤＭ和ＶｘＤ，但有些类型的设备，在Ｗｉｎｄｏｗｓ
９８下必须用ＶｘＤ来设
计（比如文件系统驱动程序），其他的某些类型必须用ＷＤＭ设计（比如ＵＳＢ驱
动程序）。其他情况下，开发者可以根据需要选择写一个ＶｘＤ或ＷＤＭ。Ｗｉｎｄｏｗｓ
２０００支持ＶｘＤ、内核模式驱动程序、ＷＤＭ，但也有些限制，比如视频驱动程序
需要用ＮＴ格式的内核模式驱动程序来编写。具体的细节必须查阅不同版本的
ＤＤＫ。
４．６．２
ＵＳＢ驱动程序的编译链接
安装ＤＤＫ后，在ＤＤＫ程序组下有Ｃｈｅｃｋ和Ｆｒｅｅ两个编译环境，Ｃｈｅｃｋ环境
用于编译带调试信息的驱动程序，Ｆｒｅｅ则是编译正式发布版本的环境。通常情况
下设备驱动程序的编译采用命令行的方式。通过一定的设置可以在ＶＣ＋＋的集成
环境下编译。
一般来说，成功编译一个最基本的设备驱动程序需要四个文件，第一个是驱
动程序，即Ｃ语言源程序文件（例如ｖｄｉｓｋ．ｃ’注意下面所有的例子都是以ｖｄｉｓｋ
来说明）；第二个是ＲＣ文件（例如ｖｄｉｓｋ．ｒｅ）；第三个是ｓｏｕｒｃｅｓ文件：第四个文件
是ｍａｋｅｆｉｌｅ．ｒｃ文件。ｓｏｕｒｃｅｓ文件和ｍａｋｅ文件类似，用来指定需要编译的文件以
及需要连接的库文件。这三个辅助文件都很简单，在ＤＤＫ
ｓａｍｐｌｅｓ的每个例程
里都有三个这样的文件，依样画瓢就能理解它们的结构和意义。举例分析以下
以ｖｄｉｓｋ程序为例，设ｖｄｉｓｋ．ｒｃ代码为：
／？？ｖｄｉｓｋ．ｒｅ？？／
椭ｎｃｌｕｄｅ
撑ｉｎｅｌｕｄｅ
＃ｄｅｆｉｎｅ
ＶＥＲｊＩＬＥＴＹＰＥ、ｎＨ旦ＲＶ
＃ｄｅｆｉｎｅ
ＶＥＲ—ＦＩＬＥＳＵＢＴＹＰＥ
ＶＦＴ２一ＤＲＶ—ＳＹＳＴＥＭ
＃ｄｅｆｉｎｅ
ＶＥＲ＿ＦＩＬＥＤＥＳＣＲＩＰＴＩＯＮ＿ＳＴＲ”ＳＣＳＩ
ＶＤｉｓｋＤｒｉｖｅｒ”
＃ｄｅｆｉｎｅＶＥＲ
＃ｄｅｆｉｎｅ
ＩＮＴＥＲＮＡＬＮＡＭＥ＿ＳＴＲ”ｖｄｉｓｋ．ｓｙｓ”
ＶＥＲ二ＯＲＩＧＩＮＡＬＦｌＬＥＮＡＭＥ＿ｓＴＲ”ｖｄｉｓｋ．ｓｙｓ”
＃ｉｎｃｌｕｄｅ”ｃｏｍｍｏｎ．ｖｅｒ”
／？？ｅｎｄｏｆｖｄｉｓｋ．ｒｅ？？／
设备驱动程序一般都使用Ｂｕｉｌｄ实片ｊ程序来进行，Ｂｕｉｌｄ只是ＮＭＡＫＥ外面的一个外包
装程序。Ｂｕｉｌｄ本身其实相当简单，编译的大部分工作实际上由Ｂｕｉｌｄ传递给ＮＭＡＫＥ来进
行。
／？？ＳＯＵＲＣＥＳ？？／
ＴＡＲＧＥ，ｎｑＡＭＥ＝ｖｄｉｓｋ
ＴＡＲＧＥＴＴＹＰＥ＝ＤＲＩＶＥＲ
ＴＡＲＧＥＴＰＡＴＨ＝￥（ＢＡＳＥＤＩＲ）ｌｉｂ
ＴＡＲＧＥＴＬＩＢＳ＝￥（ＢＡＳＥＤＩＲ）１ｉｂ？？￥（ＤＤＫＢＵＩＬＤＥＮＶ）ｓｃｓｉｐｏｒｔ，ｌｉｂ
ＩＮＣＬＵＤＥＳ＝…．ｉｎｃ
ＳＯＵＲＣＥＳ＝ｖｄｉｓｋ．ｅ
ｖｄｉｓｋ．ｒｏ
／．９７ｅｎｄｏｆ
ＳＯＵＲＣＥＳ？？／
注意ＳＯＵＲＣＥＳ的文件名没有任何扩展名。
＃Ｉｌｌａｋｅｆｉｌｅ
撑
＃ＤＯＮＯＴＥＤＩＴＴＨＩＳＦＩＬＥＥｄｉｔ．ＳＯＵｌＣｅｓ．ｉｆｙｏｕｗａｎｔｔｏ
ａｄｄａｎｅｗ
＃ｆｉｌｅ
ｔｏ
ｔｈｉｓ
ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ．Ｔｈｉｓ
ｆｉｌｅ
ｍｅｒｅｌｙ
ｉｎｄｉｒｅｃｔｓ
ｔｏ
ｔｈｅｒｅａｌｍａｋｅｆｉｌｅ
＃ｔｈａｔｉｓ
ｓｈａｒｅｄｂｙａｌｌｔｈｅｄｒｉｖｅｒｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ
撑
ｓｏｕｒｃｅ
ｏｆｔｈｅＷｉｎｄｏｗｓＮＴＤＤＫ
！ＩＮＣＬＵＤＥ￥ｆＮＴＭＡＫＥＥＮＶ）ｍａｋｅｆｉｌｅ．ｃｌｅｆ
＃ｅｎｄｏｆｍａｋｅｆｉｌｅ
５０
对所有驱动程序而言，ｍａｋｅｆｉｌｅ都是一样的，Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ也警告不要编辑这个
文件，如果需要，可以编辑修改ｓｏｕｒｃｅｓ文件达到同样的效果。对于设备驱动程
序，所使用的Ｃ编译器基本上无一例外地选用ＶＣ＋＋。
２编译的基本步骤
（１）首先进入ｃｈｅｃｋ或ｆｒｅｅ编译环境，初始化ＤＤＫ编译环境。
（２）运行ＶＣ安装目录下ｂｉｎ目录下的ｖｃｖａｒｓ３２．ｂａｔ，初始化Ｖｃ＋＋编译环境。
（３）运行Ｂｕｉｌｄ．ｅｘｅ进行编译。
ＵＳＢ驱动程序的安装和启动
４．６．３
驱动程序的安装如同安装服务一样，唯一不同的是，创建服务时，类型是内
核驱动，其他跟操作服务没什么区别。
设备驱动程序的安装和启动流程如下：
１．添加注册表中的键值
ＷｉｎｄｏｗｓＮＴ在引导的时候，通过扫描注册表构造驱动程序列表。这个列表
既包括自启动的驱动程序，也包括需要手工启动的驱动程序。这个列表其实就是
控制面板中设备Ａｐｐｌｅｔ所列出来的所有设备。所有的设备驱动程序应该在注册
表的ＨＫＥＹ
ＬＯＣＡＬ
ＳｅｔＳｅｒｖｉｃｅｓ下有相应的键值。下面以ｖｄｉｓｋ为例来说明如何添加键值：
首先在ＨＫＥＹ
ＬＯＣＡＬ
ＭＡＣＨＩＮＥ
Ｓｙｓｔｅｍ
Ｃｕｒｒｅｎｔ
ＣｏｎｔｒｏｌＳｅｔＳｅｒｖｉｃｅｓ下添加
一个子项ｖｄｉｓｋ，注意这里的名称应该和你的驱动程序名称一致。例如驱动程序
名称是ｖｄｉｓｋ．ｓｙｓ，那么这里的予项名称就是ｖｄｉｓｋ。然后在ｖｄｉｓｋ下添加以下键值：
名称
Ｔｙｐｅ
Ｓｔａｒｔ
ＥｒｒｏｒＣｏｎｔｒ０１
Ｇｒｏｌｌｐ
数据类型
ＲＥＧ＿ＤＷＯＲＤ
ＲＥＧ＿ＤＷＯＲＤ
ＲＥＧ＿ＤＷＯＲＤ
ＲＥＧＳＺ
说明
驱动程序的种类
驱动程序的起始启动时间
驱动装入失败的错误处理
驱动程序的组名
所依赖的其他驱动程序
同组内驱动程序装入顺序
驱动程序特定的参数键
ＤｅｐｅｎｄＯｎＧｍｕｐ
Ｔａｇ
ＲＥＧ＿ＭＵＬＴＩ＿ＳＺ
ＲＥＧ＿ＢＩＮＡＲＹ
Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ
（ｋｅｙ）
Ｔｙｐｅ值为１表示内核模式驱动程序；为２表示文件系统驱动程序。
ＥｒｒｏｒＣｏｎｔｒｏｌ值为０表示日志记录错误并忽略；值为ｌ表示日志记录错误并
显示一个对话框；值为２表示日志记录错误，并用最后的正确配置重新启动；值
为３表示同志记录错误，如果已经使用过『Ｆ确配置，返回失败。
在任何一个设备驱动程序中，上表中的前三项参数都是必需的。
２．控制驱动程序的装入次序
有时候控制多个驱动程序的装入次序是必要的。例如…套驱动程序中包括三
个驱动程序，分别是ｊｂＣｈａｎｇｅｎｓｙｓ，ｃｈａｎｇｅｒＤｉｓｋ．ｓｙｓ和ｖｄｉｓｋ．ｓｙｓ。ｊｂＣｈａｎｇｅｒ和
ｃｈａｎｇｅｒＤｉｓｋ是两个ＳＣＳＩ类驱动程序，它们都依赖ＳＣＳＩ小端口（ｍｉｎｉｐｏｒｔ驱动程
序），同时ｅｈａｎｇｅｒＤｉｓｋ必须在ｊｂＣｈａｎｇｅｒ启动之后启动。ｖｄｉｓｋ是虚拟的磁盘驱动
程序，它必须在ｊｂＣｈａｎｇｅｒ和ｃｈａｎｇｅｒＤｉｓｋ都启动之后才能启动成功。
３．驱动程序的Ｓｔａｒｔ值
上面注册表中驱动程序的Ｓｔａｒｔ值控制驱动程序在系统启动的时间。目前，
Ｓｔａｒｔ可以取以下值，此外为该值留有扩展余地，以适用于新的要求：
（１）０ｘ０（ＳＥＲＶＩＣＥ
ＢＯＯＴ
ＳＴＡＲＴ）：这个值指定本驱动程序应该由操作系
统装入程序启动。一般的驱动程序不会采用本值，因为系统在这个时候几乎还没
有启动，大部分系统尚不可用。
（２）０ｘｌ（ＳＥＲＶＩＣＥ
ＳＹＳＴＥＭ
ＳＴＡＲＴ）：该值表示在操作系统装入后但同时
初始化它自己时启动驱动程序。
（３）０ｘ２（ＳＥＲＶＩＣＥ
ＡＵＴＯ
ＳＴＡＲＴ）：该值表示在整个系统启动并运行后由
服务控制管理器装入。
（４）０ｘ３（ＳＥＲＶＩＣＥＤＮＡＭＥＤ
ＳＴＡＲＴ
＿启工手须必序程动驱该示表值该：１
动。可以通过控制面板的设备ａｐｐｌｅｔ或者使用ＷＩＮ３２
ＡＰＩ编程来启动。
（５）０ｘ４（ＳＥＲＶＩＣＥＤＩＳＡＢＬＥＤ）：表示本驱动程序被禁用。
注意在调试驱动程序的时候，最好将Ｓｔａｒｔ值设景为３来手工启动，这是因
为如果设置为自动启动，而驱动程序在启动的过程中又发生了异常错误的话，可
能导致系统不能启动。
如果没有紧急恢复盘，首先可以尝试在启动的时候选择用已知的配置来启动
系统，看是否能启动成功。如果失败，可以用ＤＯＳ启动后到
＼％ＳｙｓｔｅｍＲｏｏｔ％Ｓｙｓｔｅｍ３２Ｄｒｉｖｅｒｓ目录下将出现问题的驱动程序删除，然后系统就
可以启动了。
不过如果ＮＴ安装在ＮＴＦＳ分区，ＤＯＳ启动后将看不到这个分区，这样就必
须将硬盘挂到另一ＮＴ系统上来删除这个文件了。通过设置Ｓｔａｒｔ可以控制驱动
程序在不同的时候启动。但如果要解决依赖性问题，则需要使用Ｇｒｏｕｐ和
ＤｅｐｅｎｄＯｎＧｒｏｕｐ值。
首先要确定自己的驱动程序使用的Ｇｒｏｕｐ名，系统有一些定义好的组名，对
于当前系统存在的组名，
可以观察注册表的
ＨＫＥ王二￡ＯＣＡｔ用“ＣＨＩＮＥＳｙｓｔｅｍＣｕｒｒｅｎｔＣｏｎｔｒｏｌ—
ＳｅｔＣｏｎｔｒｏｌＳｅｒｖｉｃｅＧｒｏｕｐＯｒｄｅｒＬｉｓｔ的键值。例如该值可以设置为：
ＳＣＳＩ
ｍｉｎｉｐｏｒｔ
ｐｏｒｔ
Ｐｒｉｍａｒｙ
ｄｉｓｋ
ＳＣＳＩｃｌａｓｓ
ＳＣＳＩ
ＣＤＲＯＭ
ｃｌａｓｓ
ｆｉｌｔｅｒ
ｂｏｏｔｆｉｌｅ
ｓｙｓｔｅｍ
这里每一行都是一个Ｇｒｏｕｐ名，一般来说某个驱动程序都属于某一个Ｇｒｏｕｐ。
系统启动时按照该Ｌｉｓｔ下组的顺序依次启动各组里的驱动程序。例如ｊｂＣｈａｎｇｅｒ
和ｏｈａｎｇｅｒＤｉｓｋ都属于ＳＣＳＩ
Ｃｌａｓｓ组。如果你觉得该表中的组名都不合适，可以
在该Ｌｉｓｔ的适当位置中添加新的组名。
ＤｅｐｅｎｄＯｎＧｒｏｕｐ值控制本驱动程序启动的时候必须先启动另一组的驱动程
序，例如ｊｂＣｈａｎｇｅｒ和ｃｈａｎｇｅｒＤｉｓｋ的启动就依赖于ＳＣＳＩ
ｍｉｎｉｐｏｒｆ组。因此
ｊｂＣｈａｎｇｅｒ和ｃｈａｎｇｅｒＤｉｌｓｋ的ＤｅｐｅｎｄＯｎＧｒｏｕｐ值都为ＳＣＳＩ
ｍｉｎｉｐｏｆｌ。
４．修改注册表的方法
在注册表里这些值可以手工修改，也可以自己编程利用ＷＩＮ３２ＡＰＩ进行添
加，同时也可以用ｉｎｉ文件的方式来添加。下面是一个ｉｎｉ（文件名为ｖｄｉｓｋ．ｉｎｉ）文
件的例子。
ＲｅｇｉｓｔｒｙＭａｃｈｉｎｅＳｙｓｔｅｍＣｕｒｒｅｎｔＣｏｎｔｒｏｌ
ＳｅｔＳｅｒｖｉｅｅｓＶＤｉｓｋ
Ｔｙｐｅ＝ＲＥＧ
ＤＷＯＲＤ
Ｏｘ０００００００１
Ｓｔａｒｔ＝ＰＥＧ』ＷＯＲＤ
Ｏｘ０００００００３
ＥｒｒｏｒＣｏｎｔｒｏｌ２ＰＥＧ—ＤＷＯＲＤ
Ｏｘ０００００００１
Ｇｒｏｕｐ２ＳＣＳＩ
Ｃｌａｓｓ
Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ
ＤｒｉｖｅＬｅｒｉｅＦＮ：
然后以ｖｄｉｓｋ．ｉｎｉ为参数运行ＲＥＧＩＮＩ．ＥＸＥ。就会自动在注册表里添加相应的
项。
在注册表里添加好这些项后，必须重新启动系统，这样所添加的设备驱动程
序才能在控制面板的设备ａｐｐｌｅｔ中列出来，再进行其他操作。
５．启动设备驱动程序
在添加修改好注册表后，重新启动系统，如果选择的Ｓｔａｒｔ值是０、１、２，
如果一切正常，驱动程序就应该已经启动起来了。可以观察控制面板的设备ａｐｐｌｅｔ
中的设备列表。如果Ｓｔａｒｔ选择的是３，则可以直接启动。
６．调试工具
目前ＮＴ驱动程序的调试工具只有ＷＩＮＤＢＧ和ＳＯＦＴＩＣＥ，ＷＩＮＤＢＧ的使
用需要双机环境，强力推荐使用ＳＯＦＴＩＣＥ。注意目前国内ＦＴＰ服务器上的
ＳＯＦＴＩＣＥ
３．２
ＦＯＲ
ＮＴ的Ｓｅｔｕｐ．ｉｎｓ文件是错误的，它将导致安装程序不认识你的
ＮＴ，可以用３．０的ｓｅｔｕｐ．ｉｎｓ文件替代３．２的ｓｅｔｕｐ．ｉｎｓ，这样就可以安装成功。
４．７工程介绍
根据第一章提出的课题要求，基于ＵＳＢ接口的存储设备保护器，设计在主机
与存储设备之间。
图４－４保护器逻辑结构
４．７．１实现的主要功能：
ｌ、进行安全认证。即对军队配发的ＵＳＢ硬盘、优盘，首先由机要部门对其
进行技术标记，然后与保护器一起配发至各用户单位。保护器接主机，移动存储
设备接保护器，并在保护器识别该标记后，方可使用。
２、进行数据审计。保护器记录用户双向数据交换的时间、流量等内容，已
备审查。
３、对信息进行加密。主机信息存储格式不变，ＵＳＢ设备端存储加密信息，
通过保护器实现加脱密。
４．７．２、设计概要
考虑到功耗、功能等方面因素，盒式保护器设计为嵌入式系统，结构如
图４—５
：匦纵蛩
移
动
外
设
蚓４－５保护器设计框架
硬件上主要是产生一个读写控制信号给微处理器，由微处理器调用相应的
程序来对这一信号作出响应，从而对微处理器和Ｕｓｂ主机的通信作出调整。ＵＳＢ
主机和微处理器的通信是Ｕｓｂ主控制器驱动程序的一部分，因此读写控制，还
是由Ｕｓｂ主控制器驱动程序来作出反应。而对于审计和身份认证，主要在各个功
能部件的对应的控制程序中实现。
硬件设计思路
对于盒式保护器，ＣＰＵ采用ＰｈｉｌｉｐｓＬＰＣ２２１０（Ａｒｍ
７系列），ＵＳＢ主控芯片
采用Ｐｈｉｌｉｐｓ
ＩＳＰ
１１６１，部分电路原理图如图４－－７。ＵＳＢ主控Ｐｈｉｌｉｐｓ
ＩＳＰ１１６１
支持２．０协议标准，配有３端口，一个端口用于上行，另两个端口用于下行，符
合我们的设计要求。
图４．７ＩＳＰｌｌ６１部分电路
４．７．３设备驱动程序开发
按４．６节介绍的方法配置环境，选用ｖｃ＋＋编译器Ｍａｋｅｆｉｌｅ项目创建开发框
架，它生成典型ＷＤＭＰｎＰ驱动程序处理例程，入口和卸载例程Ｆｉｒｅｌｎｉｔ，Ｃ，即插
即用例程ＦｉｒｅＰｎｐ．Ｃ，分发例程ＦｉｒｅＤｉｓｐａｔｃｈ．ｃ，电源管理例程ＦｉｒｅＰｏｗｅｒ．ｃ。下面给出
入口和卸载例程Ｆｉｒｅｌｎｉｔ．ｃ，即插即用例程ＦｉｒｅＰｎｐ．Ｃ主要程序清单。
在入口和卸载例程中主要有ＤｒｉｖｅｒＥｎｔｒｙ例程（与４．２节介绍的基本相同）、
ＡｄｄＦｉｒｅＤｅｖｉｃｅ例程和ＦｉｒｅＤｒｖＵｎｌｏａｄ例程。ＡｄｄＦｉｒｅＤｅｖｉｃｅ例程主要是创建保护
器内核设备名和链接名并设置相应字段，程序清单如下：
ＮＴＳＴＡＴＵＳ
ＡｄｄＦｉｒｅＤｅＶｉｃｅ（ＩＮ
ＰＤＲＩＶＥＲＯＢＪＥＣＴ
ＤｒｉｖｅｒＯｂｊｅｃｔ，ＩＮ
ＰＤＥＶＩＣＥ＿ＯＢＪＥＣＴ
ＰｈｙｓｃｉａｌＤｅｖｉｃｅＯｂｊｅｃｔ）
｛
ＮＴＳＴＡＴＵＳ
ｎｔＳｔａｔｕｓ＝ＳＴＡＴＵＳ＿ＳＵＣＣＥＳＳ；
ＷＣＨＡＲ
ＫｅｒｎｅｌＤｅｖｉｃｅＮａｍｅＢｕｆｅｒ［】＝Ｌ’＇—＼＼Ｄｅｖｉｃｅ＼Ｗ—ｈｉｕｓｂ－０”；
ＵＮＩＣＯＤＥ＿ＳＴＲＩＮＧＫｅｒｎｅｌＤｅｖｉｃｅＮａｍｅＵｎｉｃｏｄｅ；
ｗＣＨＡＲ
ＵｓｅｒＤｅｖｉｃｅＬｉｎｋＢｕｆｆｅｒ［］：Ｌ’’＼＼ＳｖｂＤｅｖｉｃｅ＼＼Ｐｈｉｕｓｂ－０”；
ＵＮＩＣＯＤＥ＿ＳＴＲＩＮＧ
ＵｓｅｒＤｅｖｉｅｅＬｉｎｋＵｎｉｃｏｄｅ；
ＰＤＥＶＩＣＥ＿ＯＢＪＥＣＴｆｄｏ＝ＮＵＬＬ；
ＰＤＥＶＩＣＥ＿ＥＸＴＥＮＳＩＯＮｐｄｘ；
ＲｔｉｎｉｔＵｎｉｃｏｄｅＳｔｆｉｎｇ（＆ＫｅｍｅｌＤｅｖｉｃｅＮａｍｅＵｎｉｃｏｄｅ，ＫｅｍｅｌＤｅｖｉｃｅＮａｍｅＢｕｆｆｅｒ）；
ｎｔｓｔａｔＬｌｓ＝ＩｏＣｒｅａｔＤｅｖｉｃｅ（ＤｅｖｉｅｅＯｂｊｅｃｔ，ｓｉｚｅｏｆ（ＤＥＶＩＣＥ
ＥＸＴＥＮＳＩＯＮ），
＆ＫｅｒｎｅｌＤｅｖｉｃｅＮａｍｅＵｎｉｃｏｄｅ．
ＦＩＬＥ
ＤＥＶＩＣＥ＿ＵＮＫＮＯＷＮ，０，ＦＡＬＳＥ，＆ｆｄｏ）；
城！ＮＴ—ＳＵＣＣＥＳＳ（ｎｔＳｔａｔｕｓ））ｒｅｔｕｍ
ｎｔＳｔａｔｕｓ；
ＲｔｌｎｉｔＵｎｉｃｏｄｅＳｔｒｉｎｇ（＆ＵｓｅｒＤｅｖｉｃｅＬｉｎｋＵｎｉｃｏｄｅ，ＵｓｅｒＤｅｖｉｃｅＬｉｎｋＢｕｆｆｅｒ）；
ｎｔＳｔａｔｕｓ＝ＩｏＣｒｅａｔＳｙｍｂｏｌｉｃＬｉｎｋ（＆ＵｓｅｒＤｅｖｉｃｅＬｉｎｋＵｎｉｃｏｄｅ，ＫｅｍｅｌＤｅｖｉｃｅＮｍｎｅＵｎｉｃｏｄｅ）；
ｐｄｘ＝（ＰＤＥＶＩＣＥ—ＥＸＴＥＮＳＩＯＮ）（ｆｄｏ－＞ＤｅｖｉｃｅＥｘｔｅｎｓｉｏｎ）＇
ＲｔｌＣｏｐｙＭｅｍｏｒｙｏｄｘ－＞ＤｅｖｉｃｅＬｉｎｋＮａｍｅ，
ＵｓｅｒＤｅｖｉｃｅＬｉｎｋＢｕｆｆｅｒ，ｓｉｚｅｏｆ（ＵｓｅｒＤｅｖｉｃｅＬｉｎｋＢｕｆｆｅｒ））；
ｐｄｘ－＞ＯｐｅｎＨａｎｄｌｅｓ＝Ｏ；
ｐｄｘ－＞ＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎＨａｎｄｌｅ＝ＮＵＬＬ；
ｐｄｘ－＞ＤｅｖｉｃｅＤｅｓｃｆｉｐｔｏｒ＝ＮＵＬＬ；
ｐｄｘ－＞Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ＝ＮＵＬＬ；
ｆｄｏ·＞Ｆｌａｇ＆＝～ＤＯ
ＤＥＶＩＣＥ
１ＮＩＴＩＡＬＩＺＩＮＧ；
ｆｄｏ一＞Ｆｌａｇ｜＝ＤＯ＿ＤＩＲＥＣＴ＿１０；
ｐｄｘ一＞ＰｈｙｓｃｉａｌＤｅｖｉｃｅＯｂｊｅｃｔ＝ＰｈｙｓｃｉａｌＤｅｖｉｃｅＯｂｊｅｃｔ；
ｐｄｘ－＞ＬｏｗｅｒＤｅｖｉｅｅＯｂｊｅｃｔ＝ｌｏＡｔｔａｃｈＤｅｖｉｃｅＴｏＤｅｖｉｃｅＳｔａｃｋ（ｆｄｏ，
ＦｈｙｓｃｉａｌＤｅｖｉｃｅＯｂｊｅｃｔ）；
Ｐｄｘ一＞Ｕｓａｇｅｓ＝ｌ：
ＫｅｌｎｉｔｉａｌｉｚｅＥｖｅｍ（＆ｐｄｘ－＞ｅｖＲｅｍｏｖｅ，ＮｏｔｉｆｉｃａｔｉｏｎＥｖｅｎｔ，ＦＡＬＳＥ）；
ｒｅｔｕｒｎ
ｎｔＳｔａｔｕｓ：
卸载例程可以什么都不作，
ＩＲＰ
ＭＮ
卸载工作可由Ｐｎｐ
中
ＲＥＭＯＶＥ＿ＤＥＶＩＣＥ请求来完成处理。
在插即用例程ＦｉｒｅＰｎｐ．ｃ中，主要包括ＩＲＰ—ＭＪ—ＰＮＰ处理例程，该例程针对
ＩＲＰ—ＭＪ＿ＰＮＰ请求（如４．６节列举）中的主要的６个次功能代码进行处理，其余
的则沿设备栈传递至下层驱动程序。程序清单如下：
ＮＴＳＴＡＴＵＳ
ＦｉｒｅＰｎｐＩｒｐ（ＩＮ
ＰＤＥＶＩＣＥＯＢＪＥＣＴ
ｆｄｏ，１Ｎ
ＰＩＲＰ
ＩＩｐ）
（
ＮＴＳＴＡＴＵＳ
ｎｔｓｔａｔｕｓ＝ＳＴＡＴＵＳ＿ＳＵＣＣＥＳＳ；
ＰＩＯ—ＳＴＡＣＫ
ＬＯＣＡＴＩＯＮ
ｌｒｐＳｔａｅｋ；
ＰＤＥＶＩＣＥ＿ＥＸＴＥＮＳＩＯＮｐｄｘ＝ｆｄｏ·＞ＤｅｖｉｃｅＥｘｔｅｎｓｉｏｎ；
ＵＬＯＮＧ
ＭｉｎｏｒＦｕｎｃｔｉｏｎ；
ｉｆ（！ＬｏｃｋＤｅｖｉｃｅ（ｆｄｏ））
ｒｅｔｕｒｎ
Ｃｏｍｐｌｅｘ（Ｉｌｐ，ＳＴＡＴＵＳ
ＤＥＬＥＴＥ＿ＰＥＮＤＩＮＧ，０）；
ＩｒｐＳｔａｃｋ＝ＩｏＧｅｔＣｕｒｒｅｎｔＳｔａｃｋＬｏｃａｔｉｏｎ（Ｉｒｐ）；
ＭｉｎｏｒＦｕｎｃｔｉｏｎ＝ｌｒｐＳｔａｃｋ一＞ＭｉｎｏｒＦｕｎｃｔｉｏｎ；
Ｓｗｉｔｃｈ（ＭｉｎｏｒＦｕｎｃｔｉｏｎ）
｛
ｃａｓｅ
ＩＲＰ＿ＭＮ＿ＳＴＡＲＴ
ＤＥＶＩＣＥ：
ｎｔＳｔａｔｕｓ＝ＰｎｐＨａｎｄｌｅＳｔａｒｔＤｅｖｉｃｅ（ｆｄｏ，ｈｐ）；
ｂｒｅａｋ；
ｃａｓｅ
ＩＲＰＭＮ—ＳＴＯＰ＿ＤＥＶＩＣＥ：
ｎｔＳｍｍｓ＝ＰｎｐＨａｎｄｌｅＳｔｏｐＤｅｖｉｃｅ（ｆｄｏ，Ｌ－ｐ）；
ｂｒｅａｋ；
ｃａｓｅ
ＩＲＰ＿ＭＮ
ＲＥＭＯＶＥ
ＤＥＶＩＣＥ：
ｎｔＳｔａｔｕｓ＝ＰｎｐＨａｎｄｌｅＲｅｍｏｖｅＤｅｖｉｃｅ（ｆｄｏ，ｌｒｐ）；
ｂｒｅａｋ；
ｃａｓｅ
ＩＲＰ＿ＭＮ
ＱＵＥＲＹ＿ＳＴＯＰ＿ＤＥＶＩＣＥ：
ｎｔＳｔａｔｕｓ＝ＰｎｐＨａｎｄｌｅＱｕｅｒｙＳｔｏｐＤｅｖｉｃｅ（ｆｄｏ，Ｉｔｐ）；
ｂｒｅａｋ；
ｃａｓｅ
ＩＲ只＿ＭＮ—ＣＡＮＣＥＬ＿ＳＴＯＰ—ＤＥＶＩＣＥ：
５８
ｎｔＳｔａｔｕｓ＝ＰｎｐＨａｎｄｌｅＣａｎｃｅｌＳｔｏｐＤｅｖｉｃｅ（ｆｄｏ，ＩＩｐ）
ｂｒｅａｋ；
ｃａｓｅ
ＩＲＰ＿ＭＮ＿ＱＵＥＲＹ＿ＣＡＰＡＢＩＬＩＴＩＥＳ
ＰＤＥＶＩＣＥ—ＣＡＰＡＢＩＬＩＴＩＥＳｐｄｃ＝
ＩｒｐＳｔａｃｋ－＞Ｐａｒｍｉａｒｔｅｒｓ．ＤｅｖｉｃｅＣａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓ．Ｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓ
ｉｆ（ｐｄｃ一＞Ｖｅｒｓｉｏｎ＜１１ｆ
ｎｔＳｔａｔｕｓ＝ＰｎＰＨａｎｄｌｅＤｅｆａｕｌｔ（ｆｄｏ，ＩＩｐ）；
ｂｒｅａｋ；
ｎｔＳｔａｃｋ＝ＦｏｒｗａｒｄＡｎｄＷａｉｔ（ｆｄｏ，Ｉｒｐ）；
ｉｆ（ＮＴ＿ＳＵＣＣＥＳＳ（ｎｔＳｔａｔｕｓ））｛
ｐｄｃ＝ＩｒｐＳｔａｅｋ－＞Ｐａｒａｍｒｔｅｒｓ．ＤｅｖｉｃｅＣａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓ．Ｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓ；
ｐｄｃ·＞ＳｕｒｐｒｉｓｅＲｅｍｏｖｅａｌＯＫ＝ＴＵＲＥ；
ｎｔＳｔａｔｕｓ＝ＣｏｍｐｌｅｔｅＲｅｑｕｅｓｔ（Ｉｒｐ，ｎｔｓｔａｍｓ，Ｉｒｐ一＞ＩｏＳｔａｔｕｓ．Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ
）
ｂｒｅａｋ；
ｄｅｆａｕｌｔ：
ｎｔＳｔａｔｕｓ＝ＰｎｐＨａｎｄｌｅＤｅｆａｕｌｔ（ｆｄｏ，Ｉｒｏ）；
ｉｆ（ＭｍｏｒＦｕｎｃｔｉｏｎ
Ｉ＿ＩＲＰ
ＭＮ
ＲＥＭＯＶＥ＿ＤＥＶＩＣＥ）
ＵｎｌｏｅｋＤｅｖｉｃｅ（ｆｄｏ）；
Ｒｅｇｎ＇ｎｎｔＳｍｍｓ
第五章总结与展望
５．１工作总结
本论文研究和总结了ＵＳＢ接口技术原理及其驱动程序开发技术，探讨了基
于Ｗｉｎｄｏｗｓ操作系统环境下的ＵＳＢ驱动程序的开发过程及注意事项，并应用于
课题“ＵＳＢ接口的移动存储设备保护器”，完成了保护器设备驱动程序开发。
下一步的工作主要有两点：一是提高速度。保护器选用的ＩＳＰｌｌ６１ＵＳＢ主控
芯片只支持１２Ｍｂｐｓ的全速传输，在传输大容量数据时，速度上略显不足，下一
步将选用高速芯片；二是增加总线接口。保护器下行接口仍采用ＵＳＢ接口，连
接设备，上行接口则采用ＰＣＩ总线接口，将保护器安装于主机主板上，更利于核
心机要部门的强制部署。
５．２课题展望
ＵＳＢ总线系统是一种新兴的标准，虽然具有很多的优点，但是也具有不少的
局限性。为了扩大ＵＳＢ的应用范围，很多公司在ＵＳＢ规范的基础上添加了新的
功能，使得ＵＳＢ的应用更加广泛。
根据ＵＳＢ规范，ＵＳＢ总线可为每个连接的外设提供＋ＳＶ／５００ｍＡ的电源，对
于很多小功率的外设已能满足要求，但是当外设需要超过５００ｍＡ电流时，就需
要外接电源。这不符合”即插即用”的思想。所以出现了解决这一问题的
ＰｏｗｅｒｅｄＵＳＢ技术。
ＵＳＢ规范规定了ＵＳＢ总线的连线长度最大为５ｍ，使用Ｈｕｂ来扩展，也只
能级联５级，即最大为３０ｍ。这限制了ＵＳＢ在数据采集、设备监控等方面的应
用。Ｉｃｒｏｎ公司开发了ＥｘｔｅｒｍｅＵＳＢ技术，可以将连线距离扩展到５００～２０００ｍ。
这两年，ＵＳＢ正在逐步进入无线传输领域。２００３年８月Ｃｙｐｒｅｓｓ公司推出的
ＷｉｒｅｌｅｓｓＵＳＢ，实现了１０ｍ的通信距离，可在２．４Ｇ
ｇｌｏｂａｌ
ＩＳＭ频率下工作。而在
２００４年２月以Ｉｎｔｅｌ公司为首的７家技术重量级公司发起组成了无线ＵＳＢ组织，
旨在开发一种基于超宽带技术（ＵＷＢ）的无线ＵＳＢ协议。２００４年６月１日，
Ａｇｉｌｅｎｔ公司与Ｆｒｅｅｓｃａｌｅ公司共同推出业内第一个为ＰＣ连接装置而开发的通用
串行总线（ＵＳＢ）无线光学鼠标参考设计。无线ＵＳＢ正成为ＵＳＢ发展的一个新
的热点。
ＵＳＢ技术的发展正在朝着更广泛的方向发展，各种新型的ＵＳＢ控制器芯片
不断推出，为了更好的掌握这一技术，需要我们不断地进行研究。
参考文献
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Ｗｉｎｄｏｗｓ
Ｄｒｉｖｅｒ
Ｍｏｄｅｌ））Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ
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［１１］马震，荆涛基于ＷＤＭ的设备驱动程序设计和实现电信快报２００５／０１
［１２］王晖嵌入式系统中ＵＳＢ传输模块的ＷＤＭ驱动程序设计电子设计应用２００５／０４
［１３】莫林利，赵秀绍用Ｖｃ＋＋实现与ｕｓｂ驱动程序的通信电脑编程技巧与维护２００３／０１
［１４］ｂ佑军，邵高平用ＷＤＭ开发ｕｓｂ驱动程序世界电子元器件２００３／０７
［１５］余燕金，李楚元Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００／９８下ｕｓｂ驱动程序的开发计算机工程与科学２００３／０５
［１６】陈启美，吴永辉ＵＳＢ主机——硬件及软件电力自动化设备２００Ｉ／０６
［１７］晁建刚，魏安阳通用串行总线（ＵＳＢ）设备的驱动
电子技术应用２００Ｉ／０５
［１８］陈智华借ｕｓｂ驱动解决兼容问题
电脑爱好者２００Ｉ／０３
［１９］张京京ＵＳＢ设备安装指南电脑爱好者２００１／１１
［２０】蔡有元，汤健彬用ＤｒｉｖｅｒＷｏｒｋｓ开发ＵＳＢ设备驱动程序自动化仪表２００２／１２
【２１】朱泽诚ＶｘＷｏｒｋｓ实时操作系统的ｕｓｂ驱动程序原理与分析计算机工程与应用２００３／２２
【２２］胡晓军，杨正新ＵＳＢ软件加密｝及其驱动程序的设计与开发电子工程师２００２／０８
［２３】陈军根，郑建生用ＤｒｉｖｅｒＷｏｒｋｓ开发ＧＰＳ手持终端中ＵＳＢ接口的设备驱动程序
［２４】马学文，朱名目基于“ｃｌｉｎｕｘ的嵌入式ＵＳＢ接口设计电子设计应用２００４／０３
［２５］万家富，闫荷花嵌入式Ｌｉｎｕｘ的ｕｓｂ驱动添加及应用单片机与嵌入式系统应用２００３／１１
［２６］梁伟，吕贵洲ＷｉｎｄｏｗｓＣＥ下通用串行总线（ｕｓＢ）驱动程序开发微计算机信息２００３／１０
６２
［２７］朱本强，金力军通用串行总线驱动程序开发电子科技２００３／０７
［２８】黄学雨，黄琳基于ＵＳＢ接ＶＩ的虚拟示波器的开发实现电子工程师２００３／０４
【２９】王崇红，习勇基于嵌入式Ｌｉｎｕｘ的ＭＰＣ８５０ｕｓｂ驱动程序的实现电子产品世界２００３／２１
［３０］徐强，宋依青ＭＰ３系统中ＵＳＢ接口设计常州工学院学报２００３／０２
［３１］陈升来，郭立红Ｗｉｎ
２０００下ＵＳＢ数据采集系统驱动程序开发吉林大学学报２００３／０２
［３２］李磊，卢艳娥基于ＵＳＢ接Ｉｌｌ的多通道仿真接口板的设计与实现遥测遥控２００５／０２
【３３］杨锐，赵剡ＡＲＭ系统设计及其ＵＳＢ主机扩展方案微计算机信息２００５／０３
［３４】路永坤基于ＵＳＢ接口的数据采集模块的设计与实现自动化仪表２００５／０２
【３５】赵渊，曹经珊数据广播接收譬的ｕｓｂ驱动程序开发北京广播学院学报２００４／０４
［３６】王国意打印机的ＵＳＢ接口和驱动设计福建电脑２００４／１０
［３７］刘鹏午ＵＳＢ．ＲＳ２３２转接器固件与应用程序设计武汉市经管干部学院学报２００４／１１
致谢
首先感谢我的导师马义德教授，他严谨的治学态度和认真负责的工作作风令
我钦佩异常。同时还要感谢我的各位师兄和师弟提供给我的无私帮助，在学习和
完成本课题的过程中，他们给与了我很多指导意见以及他们的一些工作积累，才
使得我能够顺利完成本课题的研究。
同时，还要感谢兰州大学给我提供的这个难得的学习机会：感谢信息科学与
工程学院的老师们的辛勤工作。
感谢我的父母和爱人、我的同学和朋友。特别是我们部队项目组的领导和战
友，多年来，他们的支持和鼓励一直是我前进的动力。
最后，感谢在百忙之中为我的论文审稿的各位老师。
USB接口技术及驱动程序开发
作者：
学位授予单位：
郭苏斌
兰州大学
Cant.孙立.马莉波
Windows WDM设备驱动程序开发指南 2000
2.张惠娟.周利华.翟鸿鸣
Windows环境下的设备驱动程序设计 2002
3.马伟
计算机USB系统原理及其主/从机设计 2004
4.许永和
USB外围设备设计与应用 2002
5.周立功
PDIUSBD12 USB固件编程与驱动开发 2002
6.武安河.邰铭.于洪涛
Windows 2000/XP WDM设备驱动程序开发 2004
Oney
Programming the Microsoft Windows Driver Model 2001
8.谢成山.薛磊.陈家松.王可人.徐济仁
Windows环境下USB应用程序实例的开发[期刊论文]
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计算机工程 2004(14)
9.余姜德.于志平
基于Windows 98/2000平台的usb驱动程序开发 2004(05)
10.兰晓红
Windows下基于WinDriver驱动的USB程序设计[期刊论文]
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重庆师范大学学报(自然科学版) 2004(4)
11.马震.荆涛.李兴华
基于WDM的设备驱动程序设计和实现[期刊论文]
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电信快报 2005(1)
12.王晖
嵌入式系统中USB传输模块的WDM驱动程序设计[期刊论文]
-
电子设计应用 2005(4)
13.莫林利.赵秀绍
用VC++实现与USB驱动程序的通信[期刊论文]
-
电脑编程技巧与维护 2003(1)
14.卜佑军.邵高平
用WDM开发USB驱动程序[期刊论文]
-
世界电子元器件 2003(7)
15.佘燕金.李楚元.李森生
Windows 2000/98下USB驱动程序的开发[期刊论文]
-
计算机工程与科学 2003(5)
16.陈启美.吴永辉.丁传锁.陈锁柱
USB主机——硬件及软件[期刊论文]
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电力自动化设备 2001(6)
17.晁建刚.魏安阳.邱淑范
通用串行总线(USB)设备的驱动[期刊论文]
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电子技术应用 2001(5)
18.陈智华
借usb驱动解决兼容问题 2001(03)
19.张京京
USB设备安装指南 2001(11)
20.蔡有元.汤健彬.金建祥
用DriverWorks开发USB设备驱动程序[期刊论文]
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自动化仪表 2002(12)
21.朱泽诚.王兴元.李洁
VxWorks实时操作系统的USB驱动程序原理与分析[期刊论文]
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计算机工程与应用 2003(22)
22.胡晓军.杨正新.郜业猛.于世江
USB软件加密卡及其驱动程序的设计与开发[期刊论文]
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电子工程师 2002(8)
23.陈军根.郑建生
用Driver Works开发GPS手持终端中USB接口的设备驱动程序
24.马学文.朱名日
基于μClinux 的嵌入式USB接口设计[期刊论文]
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电子设计应用 2004(3)
25.万家富.闫荷花
嵌入式Linux的USB驱动添加及应用[期刊论文]
-
单片机与嵌入式系统应用 2003(11)
26.梁伟.吕贵洲.胡建旺
Windows CE下通用串行总线(USB)驱动程序开发[期刊论文]
-
微计算机信息(测控仪表自动化)
2003(10)
27.朱本强.金力军
通用串行总线驱动程序开发[期刊论文]
-
电子科技 2003(7)
28.黄学雨.黄琳
基于USB接口的虚拟示波器的开发实现[期刊论文]
-
电子工程师 2003(4)
29.王崇红.习勇.魏急波
基于嵌入式Linux的MPC850USB驱动程序的实现[期刊论文]
-
电子产品世界 2003(21)
30.徐强.宋依青
MP3系统中USB接口设计[期刊论文]
-
常州工学院学报 2003(2)
31.陈升来.郭立红
Win 2000下USB数据采集系统驱动程序开发 2003(02)
32.李磊.卢艳娥
基于USB接口的多通道仿真接口板的设计与实现[期刊论文]
-
遥测遥控 2005(2)
33.杨锐.赵剡
ARM系统设计及其USB主机扩展方案[期刊论文]
-
微计算机信息 2005(3)
34.路永坤
基于USB接口的数据采集模块的设计与实现[期刊论文]
-
自动化仪表 2005(2)
35.赵渊.曹经珊
数据广播接收卡的usb驱动程序开发 2004(04)
36.王国意
打印机的USB接口和驱动设计 2004(10)
37.刘鹏午
USB-RS232转接器固件与应用程序设计[期刊论文]
-
武汉市经济管理干部学院学报 2004(z1)
1.期刊论文
陈茶红.补家武.唐叔进.CHEN Shujin
基于SL811的USB主机系统的设计
-微计算
机应用2008,29(7)
系统采用USB主/从控制器SLS11作为USB主机、遵守适用于USB大容量存储设备的USB Bulk_Only传输协议和UFI命令集,支持FAT16和FAT32文件系统,实现
了在系统中用普通U盘进行数据的存储,使系统可以方便的运用在需要与计算机进行交互的数据采集系统中.本文详细论述了USB主机系统部分硬件和软件的
设计.
2.期刊论文
刘胜军.高济.LIU Ji
嵌入式Linux下USB主控制器驱动的研究
-现代机械2006(3)
介绍了USB协议分层结构,通讯原理和主机控制器驱动程序的结构,并以S1811作为实例详细分析了主机控制器驱动程序的设计和实现过程.
3.学位论文
张波
嵌入式环境下的USB设备研究—基于μC/OS-Ⅱ的U盘文件系统设计
2008
嵌入式系统是一个快速发展的领域。U盘作为一种便利的存储设备，广泛地应用于嵌入式系统中。目前，越来越多的嵌入式产品都具有USB接口功能
，但实际指的是下位机的功能，不具备主动识别USB设备，更不能对其进行控制和读写等操作。因此，在嵌入式系统中实现对u盘的文件操作，是十分具有
现实意义和应用前景的。 U盘是一种常用的USB大容量存储设备。在USB的拓扑结构中居于核心地位的是USB主机，任何一次USB的数据传输都必须由主
机来发起和控制。因此，要在嵌入式系统中对U盘进行文件操作，必须在嵌入式系统中建立USB主机系统和文件系统。本设计使用Philips公司的LPC2210芯
片作为主CPU，ISP1161A1芯片作为主机控制器芯片，构建了USB主机系统。 论文首先对嵌入式系统的发展和USB主机原理进行了综述，分析了本设计
使用的嵌入式实时系统μC／OS-II，并且详细说明了μC／OS-II在ARM微处理器LPC2210上的移植过程。接着，论文分析了USB协议和MassStorage类协议
，实现了USB驱动和MassStorage类协议，设计了嵌入式USB主机系统，完成了USB设备的枚举、配置等功能。最后，论文对FAT32文件系统进行了分析和适当
的裁剪，设计了更适合嵌入式系统的文件系统，并且建立了文件系统与μC／OS-II的接口，在嵌入式USB主机上实现了对U盘的读写。 按照论文中提
出的方法，实现了USB主机系统和FAT32文件系统的构建，达到了预期的设计目的。
4.期刊论文
王磊.姚成虎
USB接口在嵌入式设备中的应用和设计
-测控技术2004,23(z1)
论述了USB接口在嵌入式设备中可能的应用方式,并对USB接口的软硬件设计方法进行了比较全面的分析.
5.学位论文
姚建平
USB主机控制芯片的逻辑设计与验证
2005
自从1994年USB规范被提出以来，USB技术已经得到了非常广泛的应用。各种USB设备层出不穷，在音频设备、通信设备、人机接口设备、大容量存储设
备上都有了USB接口的身影。USB的出现也让某些接口如串口，并口，PS/2等的前景出现危机。USB的热插拔，自动安装驱动等特性也改变了人们以往对计算
机硬件安装的看法。 USB系统采用主从的方式进行设计，这样大部分工作可以在主机端完成，设备端的软硬件设计可以相对的简单，使得USB设备端接口功
能广泛，价格低，从而能非常容易地普及到各个领域。但在这种主从方式下USB设备间的数据交换都必须通过USB主机。而通常的USB主机端都位于个人电脑
PC上，由于PC携带不便，造成数据交换的不便，这样也使得USB设备间的数据交换很难脱离PC在移动领域中得到广泛的应用。本文的目的就是要设计并实现
一个可集成在便携、移动产品上的USB主机控制器软核。目前它已经可以通过OPB总线接口集成到一个嵌入式的MicroBlaze系统中，并能与USB设备进行正常
的通讯。利用这个USB主机控制器软核原型系统，可以实现2个大容量USB存储设备间的便捷有效的数据交换。 本文一开始介绍了USB协议的由来及特点，以
及它的数据通信结构和数据传输过程；接着是USB主机控制器逻辑部分的设计及其实现，详细介绍了总线接口、逻辑控制部分、物理接口、数据的存取等部
分；随后介绍了USB主机控制器的软件分层及实现，包括USB主机控制器驱动，USB核心驱动，USB设备驱动，文件系统等；接下来是对MicroBlaze系统的介
绍，以及如何将USB核集成到该系统的过程；最后是USB主机控制器的仿真与调试。
6.学位论文
洪毅峰
基于ARM的嵌入式USB主机系统设计
2005
本文详细介绍了一种基于ARM内核处理器开发的USB主机系统.该主机系统实现了USB核心驱动程序、主机控制器驱动程序以及用户程序,支持MassS
torage设备类协议,并在系统中建立了精简的FAT文件系统,能够用此系统来读取FLASH闪盘中的文件数据,并通过RS-232接口送入PC显示.传统意义上的USB开
发仅仅是对USB设备的开发,比如设计一个Flash闪盘.但在USB体系结构中,USB设备无法发起或控制一个USB的传输过程,因此,一旦脱离了主机,USB设备就毫
无用武之地.现今的USB主机一般意义上指PC机.而使用PC机作为主机,对一些应用场合有局限性.因此,开发一款USB主机,实现USB主机的嵌入式化,使USB设备
的使用可以脱离PC机是有广泛应用前景的.本系统使用Samsung公司的S3C44B0芯片作为主CPU,使用Cypress公司的SL811HS芯片作为主机控制器芯片,构建了
USB主机系统.系统硬件方案设计具有成本低、功耗小、速度快等特点.在软件上,系统完成了USB主机控制器驱动程序、核心驱动程序以及用户软件的设计
,可很好地完成设备的枚举、配置等功能;系统支持Mass Storage类协议,并建立了精简的FAT文件系统,可以完成Flash闪盘上文件的读取.按照论文中提出的
方法,实现了USB主机系统的构建,对开发嵌入式USB主机,使USB应用脱离个人电脑具有普遍意义.论文针对所设计的系统,就USB主机系统作了总结和分析,并
对嵌入式USB主机的发展前景作了展望.
7.会议论文
谭保华.赵世平.查纯.刘金涛
基于LPC2132和ISP1160设计通用USB主机
2008
针对USB设备不能脱离PC机的局限性,提出了一种基于ARM控制芯片LPC2132和ISP1160的USB主机控制器实现的通用USB主机,介绍了硬件设计方案和利用
uC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统实现USB主机栈的体系结构,最后描述了驱动通用USB设备的软件设计方案,并给出了一个USB数据采集卡的实例.
8.学位论文
王方元
远程USB主机系统方案的研究和实现
2006
本文提出了远程USB系统的架构和软件组成。计算机外设方面USB设备得到广泛应用，越来越多的应用需要远程控制USB 设备，而当前的USB 的硬件结
构对其传输距离作出了限制。 本文提出的远程USB 系统软件结构扩展了USB 系统，使得其能够在不修改已有USB目标设备驱动程序的基础上，无缝的
支持远程的USB 子系统。该远程USB 系统对硬件要求很低。主机端可采用支持Windows2000,Windows XP 或者Windows2003操作系统的PC或者服务器。
而客户端可以采用使用嵌入式系统的瘦客户端方案，以提高系统灵活性，并且降低成本。而软件平台则选用了桌面操作系统使用最为广泛的Windows 操作
系统，大大增加了系统的实际应用范围。 该方案的程序实现和性能测试表明其高效和高度可移植性。另外由于采用了并行处理框架，使本系统可支
持多个远程USB 系统客户端，而且每个客户端均可支持最多127个USB设备。这样的远程USB 方案能够应用于基于嵌入式USB设备的大规模的控制和测量、基
于IP的KVM系统、分布式机群系统等方面,对基于拓展USB设备的应用范围有着重要的价值。
9.学位论文
赵艳华
USB技术的嵌入式系统应用研究
2006
通用串行总线(Universal Serial Bus-USB)作为计算机外围设备通讯的总线标准，以其高速、稳定、易用、廉价等特点，实现了从标准出现到普遍应
用的快速发展。目前LJSB接口已经成为计算机外围设备、移动存储设备、数码产品乃至移动通讯设备与计算机互连的首选标准接口。 USB技术在嵌
入式系统中有两种主要的应用方式：即作为USB总线设备的USB设备方式和作为USB主控制器的嵌入式USB主机。USB设备已经广泛应用，如打印机、移动硬盘
、U盘、数码相机及手机等，在工业领域内，基于USB总线的数据采集系统和虚拟仪器也开始面世。随着移动USB设备互连的要求越来越强，嵌入式USB主机
和UST OTG技术的应用逐渐成为USB应用领域的研究热点。但由于USB协议的不对等性，USB主机和USB设备所担负的总线功能差别较大，因此USB主机的实现
相对复杂。由于协议的复杂性，加上嵌入式系统中软、硬件资源的限制，在系统中实现USB主机功能的实例还不是很多。目前具有嵌入式USB主机功能的多
为具有高档处理器的音视频系统，如数字机顶盒。在采用低端控制器的嵌入式系统(如单片机系统)中实现有限的USB主机功能，是当前USB应用领域中的一
个研究方向，也是本文所做工作的重点。 本文从USB总线协议入手，结合USB总线特性，分析了USB总线的工作机制，研究了其高速性、可靠性、易
用性的实现原理。在此基础上，针对USB总线的应用，从USB设备、USB主机和USB OTG应用三个方面，分别进行了实验和应用研究。 论文共分六章
：第一章和第二章介绍了USB技术发展和现状、课题意义，并分析USB总线特性的实现机理。第三章介绍了设备方式下的采用USB总线通讯的数据采集系统。
第四章介绍了集成了USB主机功能的U盘读写系统。第五章创新性的提出了基于OTG技术的Host—MP3系统的应用方案。后三章均对系统的软硬件结构进行了
论述。 本文综合探讨了USB技术在嵌入式系统中多个方面的应用与实现，具有较强的现实意义和实用性。
10.学位论文
高立艾
可遥控车载MP3播放器的设计
2006
随着我国汽车产业的迅速发展，国内汽车电子产业增速迅猛，巨大的规模效应开始显现。与此同时，我们已经进入了一个全新的信息化时代，信息技
术革命正在推动汽车技术翻开新的一页。汽车革命最重要的内容，就是实现汽车与互联网的连接。车载播放系统即车载音响作为汽车的一个不可分割的部
分也必然面临着新的技术革命。 本文根据设计要求及现有车载播放器的特点，提出了可控车载MP3播放器的设计方案，系统可分为三部分：USB主机
系统、红外遥控器、车载电源转换部分。 首先，在USB主机系统的设计中，分析了USB的基本特点，其中，对USB的系统体系、数据通信模型、数据包
格式、USB标准描述符进行了深入剖析；其次，在分析USB大容量存储设备(MassStorage)类规范的基础上，建立了USB主机与MassStorage类设备之间的逻辑
通信模型；然后，进行了USB主机控制器扩展接口电路和USB主机系统软件的设计；最后对USB主机系统进行了硬件和软件上的测试。在硬件设计上，以
SPCE061为处理器和SL811HS为主机控制芯片，依托SPCE061实验开发板，通过分析芯片结构，引脚信号功能和读/写时序，完成了USB主机控制器接口电路的
设计，实现了SPCE061对SL811HS的操作和控制。在软件设计上，以凌阳公司的μ'nSPTMIDE集成开发环境进行软件编码和调试，将USB系统软件分为通用的
USB设备命令和特定的USB设备类应用程序两部分，对各模块分别加以实现。实现了USB设备的检测、识别、配置；建立起USB大容量存储设备类的单批量
(Bulk-Only)传输，并在此基础上，建立与文件系统的接口，通过发送UFI命令实现了U盘和MP3文件的读/写。 其次，在红外遥控器的设计中，分析了
红外遥控器的基本原理，并进行了接收和发射电路的硬件设计。在接收电路设计中，使用的是HS0038一体化接收头，在发射电路设计中，采用的是PPM(脉
冲位置调制方式)进行编码，然后对红外遥控信号进行了识别和解码。 再次，设计了DC/DC电压转换电路，用以提供本播放器中MCU，HS0038芯片等各
个部分所需的电压。在设计完成之后，进行了系统的连接和调试。测试表明，该系统可在相关运行环境下正确运行，成功实现了从U盘到MP3模块的数据传
输，达到了系统预定的设计要求。
本文链接：/Thesis_
下载时间：2009年12月15日
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