### USB驱动开发教程知识点概述
#### 一、USB技术简介
**USB**(Universal Serial Bus，通用串行总线)是一项由Compaq、DEC、IBM、Intel、Microsoft、NEC和Northern Telecom等多家公司共同制定的技术标准。这项技术旨在简化微型计算机与外部设备之间的连接方式。自问世以来，USB技术经历了多个版本的发展，包括USB 1.1、USB 2.0等，每一代都在传输速率、兼容性和扩展性等方面进行了改进。
- **特点**：
- **高传输速率**：USB 1.1支持12Mbps(全速)和1.5Mbps(低速)两种速率；USB 2.0引入了高达480Mbps的高速模式。
- **即插即用和热插拔**：支持随时连接或断开设备，无需重启计算机。
- **易于扩展**：通过根集线器可连接多达127个设备，实现多设备共享一个接口。
- **高速与低速设备**：USB规范定义了两种设备类型，低速设备通信速率限制在1.5Mbps，高速设备则为12Mbps。Hub能够识别这两种设备类型，并在必要时调整其工作模式以适应不同的设备需求。
#### 二、USB技术的应用场景
随着计算机技术的发展，传统的数据采集方法如A/D卡等存在着安装繁琐、成本高昂等问题。而通过RS-232接口的数据传输速率较低，无法满足中高速采集系统的需求。相比之下，USB接口因其**低成本、高带宽、易于扩展、安装简便**等特点，在数据采集领域展现出了显著的优势，逐渐成为主流选择。
#### 三、USB设备驱动程序设计
**固件设计**：在实际开发过程中，通常会使用控制传输和块传输两种方式。其中，控制传输主要用于实现USB总线驱动程序与功能驱动程序之间的控制交互，而块传输用于完成数据的实际传输。
- **设备驱动程序设计**：USB设备驱动程序的设计基于WDM（Windows Driver Model，Windows驱动程序模型）。这一模型采用分层结构，主要分为USB总线驱动程序和USB功能驱动程序两层。USB总线驱动程序由操作系统提供，负责处理底层通信任务；USB功能驱动程序则由设备开发者编写，通过发送包含URB（USB Request Block，USB请求块）的IRP（I/O Request Packet，I/O请求包）来实现与USB设备的信息交换。
- **层次结构**：在WDM模型中，设备对象堆栈是一个重要的概念。堆栈底部为物理设备对象(PDO)，中间为功能设备对象(FDO)，顶部可能包含过滤器设备对象(Filter Device Object)。这种分层结构使得设备驱动程序能够更加高效地管理和控制硬件资源。
#### 四、USB数据流动
USB数据流动涉及主机与多个USB设备之间的通信。在实际实现中，USB系统内部结构较为复杂，不同层次的开发者需要关注不同的方面。例如，USB总线驱动程序主要关注物理层的通信细节，而USB功能驱动程序则更侧重于应用层面的操作。
USB驱动开发教程详细介绍了USB技术的基本原理、应用场景及驱动程序设计的关键要素。通过对这些内容的学习，开发者可以更好地理解和掌握USB技术的核心概念及其在实际项目中的应用方法。
