張建新

     來源：《電子技術(shù)應(yīng)用》

     摘要：分析了windows2000下usb客戶程序的框架，并就如何開發(fā)windows2000下usb接口的ic卡讀寫裝置客戶程序進(jìn)行了闡述。

     關(guān)鍵詞：usb總線

     客戶程序 ic卡 windows2000

     ic卡是高科技的產(chǎn)物，它廣泛用于銀行、電信、交通運輸、小區(qū)管理、校園管理等領(lǐng)域，體現(xiàn)了它的巨大優(yōu)越性。作者在開發(fā)一個ic卡機房收費系統(tǒng)時遇到了新問題，那就是當(dāng)計算機和ic卡裝置通信的時候，如果采用傳統(tǒng)的串行通信方式固然可行，但供電必須休用單獨的外置電源，這樣加大了讀卡裝置的體積。通過翻閱資料發(fā)現(xiàn)usb接口可以輸出5v電壓、500ma的電流，能滿足ic卡裝置對電源的要求。另外，usb接口和windows2000操作系統(tǒng)能良好地融合，支持即插即用和電源管理的新特性，使得其與主機的相連日趨簡單和輕松。因此決定開發(fā)usb接口的ic卡讀寫裝置，一方面可以解決供電問題，使讀寫裝置使用方便；另一方面也可以滿足其它方面的性能需求。

     usb需要主機硬件、操作系統(tǒng)和外部設(shè)備三個方面的支持才能工作。目前主板一般都有支持usb功能的控制芯片張和usb接口插座。微軟win9x操作系統(tǒng)以及windows2000均支持usb，并提供了底層的驅(qū)動程序，新版的linux也支持usb。在usb設(shè)備方面，目前有許多公司生產(chǎn)支持usb的微控制器，比較著名的有motorola公司的mc68hc05系列，intel公司的80931ha，cypress公司的cy7c63系列等�？梢哉f，usb的發(fā)燕尾服已得到各軟硬件廠商的支持。前景光明。

     1 windows2000下的usb架構(gòu)

     主機要使用usb設(shè)備，必須有驅(qū)動程序。微軟操作系統(tǒng)中，windows98支持usb，windowsnt4.0不支持usb，nt5.0（windows2000）支持usb。windows2000和windows98對usb的支持主要是基于wdm（windows驅(qū)動程序模型）技術(shù)，因此usb驅(qū)動程序是wdm驅(qū)動程序。wdm驅(qū)動程序采用分層結(jié)構(gòu)，由兩部分組成，一個為功能驅(qū)動程序，即通常所說的驅(qū)動程序，它負(fù)責(zé)指揮硬件工作，由類驅(qū)動程序和小類驅(qū)動程序構(gòu)成；另外一個為總線驅(qū)動程序，它負(fù)責(zé)管理計算機和硬件之間的連接。在功能驅(qū)動程序上層和下層，一些設(shè)備還具有過濾驅(qū)動程序。它們的作用是監(jiān)視功能驅(qū)動程序執(zhí)行i/o操作及修改已有的功能驅(qū)動程序。

     windows2000 usb驅(qū)動程序框架由usb功能驅(qū)動程序和usb總線驅(qū)動程序組成。sub總線驅(qū)動程序由windows2000提供，包括usb主控制器驅(qū)動程序（openhci.sys或uhcd.sys，它們分別支持不同的sub主控制器）、usb

     hub驅(qū)動程序（uszbhub.sys）以及為控制器驅(qū)動程序使用的類驅(qū)動程序（usbd.sys）。它們一起組成了usb驅(qū)動程序棧，可為所有的usb設(shè)備驅(qū)動程序共用。用戶或廠商所寫的針對特定usb設(shè)備的wdm驅(qū)動程序稱為功能驅(qū)動程序或客戶驅(qū)動程序（位于usb驅(qū)動程序棧的上層）。它并不直接訪問硬件，而是調(diào)用驅(qū)動程序棧完成對硬件的操作。usb驅(qū)動程序棧通過usbdi（usb

     driver interface）向客戶驅(qū)動程序提供wdm系統(tǒng)服務(wù)。

     windows2000下usb驅(qū)動程序棧如圖1所示。

     有過驅(qū)動程序編制經(jīng)驗的人都知道，編寫驅(qū)動程序是一項需要較高技巧并且很繁瑣的工作。對于某一些usb規(guī)范定義的類設(shè)備，微軟提供了類驅(qū)動程序，負(fù)責(zé)該設(shè)備的設(shè)備驅(qū)動。對于這類設(shè)備，系統(tǒng)能夠自動識別它們，并不需要附加額外的驅(qū)動程序，用戶只需編寫普通的win32程序即可對其進(jìn)行訪問。目前，windows2000為hid（human

     input device人工輸入設(shè)備）類、音頻設(shè)備類等提供了類驅(qū)動程序。

     hid設(shè)備，顧名思義是指那些能被人們用來直接輸入數(shù)據(jù)給計算機的設(shè)備，例如鍵盤、鼠標(biāo)、游戲桿及其他虛擬現(xiàn)實設(shè)備如數(shù)據(jù)手套等。盡管hid設(shè)備概指人工輸入設(shè)備，但是那些傳輸數(shù)據(jù)量較小、傳輸速度較慢的設(shè)備，因與輸入設(shè)備類似，也可歸類為人工輸入設(shè)備，例如遠(yuǎn)程控制設(shè)備、面板等。ic卡讀寫裝置與計算機之間的數(shù)據(jù)交換具有量小、傳輸速度慢、雙向傳輸?shù)奶攸c，因而可歸類為hid設(shè)