### 基于WinDriver编写USB驱动程序
#### 摘要
本文主要探讨了如何利用WinDriver这一软件工具来编写USB驱动程序，以实现主机控制器与应用程序之间的有效通信。文章首先介绍了USB接口的基本特点及其四种特有的传输方式，并在此基础上讨论了如何利用WinDriver软件来构建高效的USB驱动程序。
#### USB接口概述
USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）是一种广泛应用于计算机系统中的标准接口技术，用于连接各种外围设备，如键盘、鼠标、打印机等。USB接口由多家大型企业联合制定，包括Intel、Microsoft、NEC、Compaq等。相比于传统的并行接口，USB具有显著的优势：
1. **连接数量**：通过USB集线器，一个USB端口最多可以连接127个设备。
2. **即插即用与热插拔**：USB支持设备的即插即用功能，用户可以在不关闭系统或重新启动系统的情况下插入或移除设备。
3. **数据传输距离**：在不连接外部电源的情况下，USB电缆的最大长度可达5米。
4. **供电能力**：USB接口可以为连接的设备提供电源，最大电流为500mA，这使得一些低功耗设备无需外接电源即可正常工作。
#### 系统组成
USB系统的组成主要包括以下几个部分：
1. **主机**：主机通常指安装了USB主机控制器、客户端软件以及设备驱动程序的装置。它不仅限于个人电脑或服务器，还包括其他能够支持USB接口的设备。
2. **集线器**：集线器允许在一个USB主机端口上连接多个USB设备。集成在主机上的集线器被称为根集线器，而其他的则被称为扩展集线器。
3. **设备**：设备是指连接在主机USB端口上的外围设备。设备可以通过USB总线接收主机发送的数据和控制信息。
#### 四种传输方式
USB的数据传输和控制命令发送主要通过以下四种传输方式进行：
1. **控制传输**：用于配置USB设备。通过发送8字节的命令数据来配置设备。控制传输还可以传送不超过64字节的数据包。
2. **批量传输**（也称为块传输）：适用于对数据传输速率无特殊要求的设备。批量传输可以发送大量数据而不阻塞总线，因为它会在总线可用时进行传输。
3. **中断传输**：主要用于查询设备是否需要传输数据，方向通常是从设备到主机。这种传输方式适用于周期性任务，如键盘和鼠标的输入。
4. **同步传输**：用于实时数据传输，确保数据以恒定速率或在规定时间内传输。适用于音频、视频等实时应用。
#### 使用WinDriver编写驱动程序
WinDriver是一种用于开发驱动程序的软件工具，它极大地简化了驱动程序的开发过程。使用WinDriver开发的驱动程序可以适用于Windows NT、Windows 2000、Windows XP等操作系统，并且支持USB和PCI总线。
- **高效性能**：WinDriver可以提供高效的驱动程序，使得USB设备在中断处理和数据传输方面达到最佳性能。
- **管道模型**：在操作USB设备时，数据通过管道（逻辑概念）在客户软件（应用程序）和设备之间传输。管道分为数据流管道和消息管道两种，分别对应不同类型的传输。
#### 相关函数
- **wdOpenDevice()**：此函数用于打开通过WinDriver注册的设备。如果成功打开设备，则返回指向该设备的句柄。
通过上述介绍，我们可以看到WinDriver为开发者提供了一个强大而灵活的平台，极大地简化了USB驱动程序的开发过程，使得开发人员能够更专注于应用程序的逻辑实现而非底层硬件细节。这对于提高开发效率和降低开发难度有着重要的意义。
