Windows USB 驅(qū)動程序接口及傳輸方式

Windows USB 驅(qū)動程序接口
系統(tǒng)中的USB的驅(qū)動程序完成許多的工作。
實際上對于一些HID的USB設 備,象鍵盤,鼠標和游戲操縱桿之類的設備可以自動的被系統(tǒng)識別并且支持.而除此之外的設備就需要自己寫一個驅(qū)動程序來完成硬件和軟件之間的聯(lián)系。在核心模 式(kernel mode)下,驅(qū)動程序用IOCTL來組織和操作一些由其他部分發(fā)過來的要求和命令。而IOCTL又是通過URB(USB request blocks)來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳送的。
在正式的介紹USB的驅(qū)動程序之前,先還是來看看USB的物理和邏輯結(jié)構(gòu)。

傳輸方式
在USB的數(shù)據(jù)傳送的方式下,有四種的傳輸方式:控制(Control)同步 (isochronous)中斷(interrupt)大量(bulk)。如果你是從硬件開始來設計整個的系統(tǒng),你還要正確選擇傳送的方式,而作為一個驅(qū) 動程序的書寫者,就只需要弄清楚他是采用的什么工作方式就行了。
通常所有的傳送方式下的主動權(quán)都在PC邊,也就是host邊。

控制(Control)方式傳送：控制傳送是雙向傳送，數(shù)據(jù)量通常較小。USB系統(tǒng)軟 件用來主要進行查詢、配置和給USB設備發(fā)送通用的命令?？刂苽魉头绞娇梢园?、16、32和64字節(jié)的數(shù)據(jù)，這依賴于設備和傳輸速度?？刂苽鬏?shù)湫偷?用在主計算機和USB外設之間的端點(Endpoint)0之間的傳輸，但是指定供應商的控制傳輸可能用到其它的端點。

同步(isochronous)方式傳送：同步傳 輸提供了確定的帶寬和間隔時間（latency)。它被用于時間嚴格并具有較強容錯性的流數(shù)據(jù)傳輸，或者用于要求恒定的數(shù)據(jù)傳送率的即時應用中。例如執(zhí)行 即時通話的網(wǎng)絡電話應用時，使用同步傳輸模式是很好的選擇。同步數(shù)據(jù)要求確定的帶寬值和確定的最大傳送次數(shù)。對于同步傳送來說，即時的數(shù)據(jù)傳遞比完美的精 度和數(shù)據(jù)的完整性更重要一些。

中斷(interrupt)方式傳送：中斷方式傳輸主要用于定時查詢設備是否有中斷數(shù) 據(jù)要傳送。設備的端點模式器的結(jié)構(gòu)決定了它的查詢頻率，從1到255ms之間。這種傳輸方式典型的應用在少量的分散的、不可預測數(shù)據(jù)的傳輸。鍵盤、操縱桿 和鼠標就屬于這一類型。中斷方式傳送是單向的并且對于host來說只有輸入的方式。

大量(bulk)傳送：主要應用在數(shù)據(jù)大量傳送傳送和接受數(shù)據(jù)上，同時又沒有帶寬和間隔時間要求的情況下，要求保證傳輸。打印機和掃描儀屬于這種類型。這種類型的設備適合于傳輸非常慢和大量被延遲的傳輸，可以等到所有其它類型的數(shù)據(jù)的傳送完成之后再傳送和接收數(shù)據(jù)。

USB將其有效的帶寬分成各個不同的楨(frame),每楨通常是1ms時間長。每個 設備每楨只能傳送一個同步的傳送包。在完成了系統(tǒng)的配置信息和連接之后,USB的host就會對不同的傳送點和傳送方式做一個統(tǒng)籌安排,用來適應整個的 USB的帶寬。通常情況下,同步方式和中斷方式的傳送會占據(jù)整個帶寬的90%,剩下的就安排給控制方式傳送數(shù)據(jù)。