摘要：結合基于USB總線的數(shù)據(jù)采集設備，介紹了WDM驅動程序的工作原理，設計原則和設計方法，并給出一個實現(xiàn)塊傳輸?shù)?a class="contentlabel" href="http://yuyingmama.com.cn/news/listbylabel/label/USB">USB設備驅動程序例程，詳細的介紹了該例程的各個功能模塊。該例程性能穩(wěn)定，傳輸可靠，已應用于數(shù)據(jù)采集設備中。對系統(tǒng)的性能進行測試的結果表明：數(shù)據(jù)的傳輸過程達到了設計的要求。驅動程序設計過程的詳細介紹對USB專用設備驅動程序的設計和開發(fā)具有良好的參考應用價值。
關鍵詞：USB2．0協(xié)議；數(shù)據(jù)采集；WDM驅動程序

0 引言
隨著計算機應用技術的發(fā)展，虛擬儀器、自動測試系統(tǒng)、自動控制等領域，均越來越多的應用計算機來進行數(shù)據(jù)處理。USB總線標準的提出，解決了計算機傳統(tǒng)I／O接口通用性差、不易擴展、易受計算機插槽數(shù)量、地址和中斷資源的限制等缺點，使計算機在測控領域的重要性與日俱增，也使USB總線在數(shù)采測控業(yè)界備受關注，并在各種測控設備中迅速發(fā)展，但專用的USB設備不能像鼠標、鍵盤等HID類設備一樣使用Windows系統(tǒng)提供的標準驅動程序，而是需要開發(fā)專用的驅動程序。開發(fā)驅動程序與開發(fā)Windows應用程序完全不同，驅動程序以系統(tǒng)的內(nèi)核模式運行，任何細小的錯誤都可能引起操作系統(tǒng)的崩潰。因此，專用設備驅動程序開發(fā)的復雜性，成為了USB總線在該領域發(fā)展的瓶頸。隨著軍事裝備自動化、數(shù)字化、智能化程度越來越高，一種更為簡便的驅動程序開發(fā)方法的探討十分有益?；谲娪秒娬緳z測儀中USB數(shù)據(jù)采集模塊的開發(fā)，介紹了USB專用設備驅動程序開發(fā)的一般過程。

1 WDM驅動程序概述
WDM(windows driver mode)是微軟推出的一種驅動程序模型，以簡化驅動程序的開發(fā)。它采用分層驅動的方式，即在應用程序和物理設備之間存在著幾個不同層次的驅動程序，且各層驅動程序有不同的優(yōu)先級，每個驅動程序對應一層，不同層上的驅動程序可以相互調(diào)用。USB系統(tǒng)的組成如圖1所示：應用程序通過API函數(shù)調(diào)用Win32系統(tǒng)子函數(shù)，驅動程序分為設備驅動程序，總線驅動程序(USBD)和主控制器驅動程序(HCD)三層，它們均運行在系統(tǒng)的內(nèi)核模式。設備驅動程序使用IRP(I／ORequest Packet)通過總線驅動程序提供的軟件接口(USBDI，USB Driver Interface)向總線驅動程序發(fā)出I／O請求，并根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸方向提供一個或空或滿的內(nèi)存緩沖區(qū)；USBD負責管理數(shù)據(jù)的總線傳輸，也有設備驅動程序與其他軟件接口的功能單元進行通信，沒有直接調(diào)用USBD，但總有一個更低層的驅動軟件發(fā)生USBD調(diào)用。主控制器驅動程序處在USB系統(tǒng)軟件的最底層，直接與主控制器的硬件通信，它提供了只有總線驅動程序才能訪問的主控制器驅動程序軟件接口HCDI(Host Control Driver Interface)。其中，總線驅動程序和主控制器驅動程序是系統(tǒng)的底層驅動程序。設備驅動程序是針對某一USB設備的專用驅動程序。