摘要：結合基于USB總線的數據采集設備，介紹了WDM驅動程序的工作原理，設計原則和設計方法，并給出一個實現塊傳輸的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。該例程性能穩定，傳輸可靠，已應用于數據采集設備中。對系統的性能進行測試的結果表明：數據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具有良好的參考應用價值。
關鍵詞：USB2．0協議；數據采集；WDM驅動程序

0 引言
隨著計算機應用技術的發展，虛擬儀器、自動測試系統、自動控制等領域，均越來越多的應用計算機來進行數據處理。USB總線標準的提出，解決了計算機傳統I／O接口通用性差、不易擴展、易受計算機插槽數量、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總線在數采測控業界備受關注，并在各種測控設備中迅速發展，但專用的USB設備不能像鼠標、鍵盤等HID類設備一樣使用Windows系統提供的標準驅動程序，而是需要開發專用的驅動程序。開發驅動程序與開發Windows應用程序完全不同，驅動程序以系統的內核模式運行，任何細小的錯誤都可能引起操作系統的崩潰。因此，專用設備驅動程序開發的復雜性，成為了USB總線在該領域發展的瓶頸。隨著軍事裝備自動化、數字化、智能化程度越來越高，一種更為簡便的驅動程序開發方法的探討十分有益。基于軍用電站檢測儀中USB數據采集模塊的開發，介紹了USB專用設備驅動程序開發的一般過程。

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。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用。USB系統的組成如圖1所示：應用程序通過API函數調用Win32系統子函數，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，它們均運行在系統的內核模式。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)向總線驅動程序發出I／O請求，并根據數據傳輸方向提供一個或空或滿的內存緩沖區；USBD負責管理數據的總線傳輸，也有設備驅動程序與其他軟件接口的功能單元進行通信，沒有直接調用USBD，但總有一個更低層的驅動軟件發生USBD調用。主控制器驅動程序處在USB系統軟件的最底層，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。