USB设备驱动开发：WDM实现与技术详解

随着微机技术的不断进步，传统的计算接口如IDE、PCI等已无法满足高速数据传输的需求，因此，业界急需一种新型、通用且高效的接口标准。USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）应运而生，由Compaq、IBM等PC制造商联合推出，作为一种基于令牌、高速的串行总线标准。USB的特点显著，包括： 1. 易用性：USB支持热插拔，无需中断请求（IRQ）协调，设备只需简单接入即可立即工作，实现了真正意义上的"即插即用"。 2. 高速传输：USB 2.0版本的速度可达480Mbps，提供了前所未有的数据传输速率。 3. 扩展性：通过Hub可以连接127个外设，为设备接入提供了极大的灵活性。 4. 多种模式：USB支持四种传输模式（控制、同步、中断和批量），可以根据设备需求灵活调整。 5. 独立供电：每个USB设备都有自己的电源管理，减轻了主机的负担。 在USB系统中，核心组件包括主机系统和USB设备，前者由USB主控制器和根集线器构成，负责处理电气连接和协议交互。主机软件通过USB总线接口与设备通信，但并不直接操作硬件，而是通过系统管理和USB资源分配来实现。 USB设备通过设备描述符提供自身特性信息，帮助主机软件正确配置和定位驱动程序。设备可能有多个配置，每个配置对应一组接口，接口进一步由端点组成，端点是数据传输的基本单元，充当通信管道的终点。 在开发WDM（Windows Device Model）类型的USB设备驱动程序时，需要理解USB协议的基本原理，并将其与WDM框架相结合。WDM驱动程序并非简单的硬件抽象，而是遵循了一种分层结构，包括设备驱动程序、设备对象、设备接口和服务等层次。驱动程序负责硬件的具体控制，设备对象则代表设备在操作系统中的虚拟表示，接口定义了软件与硬件交互的规范，服务则提供了设备的功能实现。 开发WDM型USB设备驱动程序涉及对USB协议的深入理解，如何在WDM框架内适配USB的特性，以及如何设计和实现符合Windows操作系统的驱动接口，这些都是开发者必须掌握的关键技能。