USB驱动开发详解：WDF与CY001套件实战

"WDFUSB设备驱动开发指南(1.2版)——基于CY001，由张佩、ChinaHearing技术团队创作" 本文档是针对WDF(Windows Driver Framework)USB设备驱动开发的详细指南，旨在帮助开发者理解和掌握USB驱动的开发流程。WDF是一种微软提供的框架，用于简化和标准化设备驱动程序的编写，提高驱动的稳定性和可靠性。 **WDF简介** WDF的特点包括： 1. **I/O与队列** - WDF提供了I/O请求的管理和队列机制，使得驱动开发者可以更专注于处理I/O请求的逻辑，而不是底层的调度和同步。 2. **兼容性** - WDF支持多种驱动模型，包括KMDF（Kernel-Mode Driver Framework）和UMDF（User-Mode Driver Framework），适用于不同的应用场景。 3. **PNP和电源实现** - 提供了即插即用(PNP)和电源管理的内置支持，使得驱动能更好地适应系统的动态电源状态。 **USB设备硬件结构** 1. **主从结构** - USB系统由一个主机（Host）和多个从设备（Device）组成，主机控制数据传输。 2. **硬件拓扑** - 设备通过集线器（Hub）连接，形成树状结构，允许多个设备共享单一的主机端口。 3. **USB中断** - USB设备可以使用中断传输（Interrupt Transfer）来周期性地发送或接收小量数据，如键盘和鼠标输入。 **USB软件结构** 1. **总线驱动** - USB总线驱动（如USBPORT.sys）负责与硬件交互，解析和转发USB协议。 2. **系统类驱动** - 如USB驱动堆栈中的USBFN.sys，处理基本的设备枚举和配置。 3. **功能驱动** - 实现特定USB设备的功能，如摄像头驱动、打印机驱动等。 4. **父驱动与混合设备** - 对于包含多个功能的设备，需要父驱动来协调各个功能驱动。 5. **过滤驱动** - 可选的驱动层，用于在设备堆栈中添加额外的功能或修改默认行为。 6. **USB驱动栈、设备栈** - 描述了从硬件到用户模式软件的整个数据传输路径。 **内核开发** 1. **设备驱动** - 开发者需要编写设备驱动程序来处理USB设备的I/O请求。 2. **入口函数** - 驱动程序的主要入口点，如DriverEntry，是驱动初始化的地方。 3. **USB描述符** - 描述符定义了USB设备的各种属性，如设备类型、配置、接口等。 - **描述符介绍** - 包括设备描述符、配置描述符、接口描述符、端点描述符等。 - **程序读取描述符** - 驱动通过特定API从设备获取这些描述符信息。 4. **初始化** - 包括设备初始化函数，创建设备对象，以及设置设备的命名和符号链接。 5. **启动设备** - **接口配置** - 配置设备的接口，选择要使用的配置和设置。 - **设备电源能力和策略** - 管理设备的电源状态，如D0（全功率）到D3（关闭）的转换。 6. **辅助操作** - 包括数据传输、错误处理、设备状态管理等复杂操作。 本文档详细阐述了从USB基础知识到WDF驱动开发的各个环节，是USB驱动开发者的宝贵参考资料。同时，它提到了CY001 USB内核驱动开发套件，作为替代昂贵的OSR FX2开发板的选择，为中国的开发者提供了一个经济实惠的学习平台。