Einführung in WinUSB für Entwickler

Als Treiberentwickler kann das Verständnis von WinUSB (Windows USB) Ihren Entwicklungsprozess erheblich optimieren, insbesondere wenn Sie mit USB-Geräten arbeiten. WinUSB ist ein generischer Treiber, der in Windows enthalten ist. Sie können mit USB-Geräten kommunizieren, ohne einen benutzerdefinierten Treiber schreiben zu müssen. Mithilfe dieses Treibers können Sie Zeit sparen, die Komplexität verringern und die Kompatibilität in verschiedenen Windows-Versionen sicherstellen.

Wichtige Vorteile der Verwendung von WinUSB

• Vereinfachte Entwicklung

  • Benutzerfreundlichkeit: WinUSB abstrahiert einen Großteil der Komplexität der USB-Kommunikation, was die Interaktion mit USB-Geräten erleichtert.
  • Kein benutzerdefinierter Treiber erforderlich: Für viele USB-Geräte kann WinUSB direkt verwendet werden, was die Notwendigkeit zum Schreiben und Verwalten eines benutzerdefinierten Treibers überflüssig macht.

• Plattformübergreifende Kompatibilität

  • Standardisierte Schnittstelle: WinUSB bietet eine standardisierte Schnittstelle für die USB-Kommunikation, die die Kompatibilität zwischen verschiedenen Windows-Versionen gewährleisten kann.

• Zeit- und Kosteneffizienz

  • Reduzierte Entwicklungszeit: Die Verwendung von WinUSB kann die zum Entwickeln und Testen eines USB-Treibers erforderliche Zeit erheblich reduzieren.
  • Geringere Wartungskosten: Da Microsoft WinUSB verwaltet, können Sie sich darauf verlassen, dass sie aktualisiert und unterstützt wird, wodurch die langfristigen Wartungskosten reduziert werden.

• Zugriff auf USB-Features

  • Volle USB-Funktionalität: WinUSB unterstützt eine vielzahl von USB-Funktionen, darunter Massenübertragungen, Steuerübertragungen, Unterbrechungsübertragungen und isochrone Übertragungen.

Was Sie mit WinUSB erreichen können

• Gerätekommunikation

  • Datenübertragung: Senden und Empfangen von Daten an und von einem USB-Gerät mithilfe von Massen-, Steuer-, Unterbrechungs- oder isochronen Übertragungen.
  • Steuerungsanforderungen: Senden Sie Steuerelementanforderungen, um das Gerät zu konfigurieren oder Informationen abzurufen.

• Gerätekonfiguration

  • Einstellungskonfiguration: Wählen Sie Konfigurationen, Schnittstellen und alternative Einstellungen aus, um das USB-Gerät zu konfigurieren.
  • Endpunktverwaltung: Verwalten von Endpunkten für die Datenübertragung.

• Geräteenumeration

  • Geräteidentifikation: Aufzählen und Identifizieren von USB-Geräten, die mit dem System verbunden sind.
  • Deskriptorabruf: Abrufen von Gerätedeskriptoren, Konfigurationsdeskriptoren, Schnittstellendeskriptoren und Endpunktdeskriptoren.

• Benutzerdefinierte Anwendungen

  • Benutzermodusanwendungen: Entwickeln von Benutzermodusanwendungen, die mit USB-Geräten kommunizieren, mithilfe der WinUSB-API.
  • Firmwareupdates: Implementieren sie Firmwareupdatemechanismen für USB-Geräte.

• Testen und Debuggen

  • Prototyping: Schnell eine USB-Gerätekommunikation prototypisieren, um die Hardwarefunktionalität zu testen.
  • Debuggen: Verwenden Sie WinUSB, um Kommunikationsprobleme zwischen dem Host und dem USB-Gerät zu debuggen.

Komponenten von WinUSB

WinUSB beinhaltet:

• Ein Kernelmodustreiber (winusb.sys)
• Eine Dynamic Link Library (winusb.dll) im Benutzermodus, die WinUSB-Funktionen verfügbar macht, die in winusb.h beschrieben sind. Sie können diese Funktionen nutzen, um USB-Geräte mit Software im Benutzermodus zu verwalten.

Standardmäßig wird winusb.sys im Kernelmodusstapel des Geräts als oberer Filtertreiber installiert. Apps kommunizieren mit dem User-Mode Driver Framework (UMDF)-Funktionstreiber des Geräts, um Lese-, Schreib- oder Geräte-E/A-Steuerungsanforderungen ausstellen zu können. In dieser Konfiguration dient winusb.sys als Plug and Play- und Energieverwalter des Geräte-Stacks. Sie können auch winusb.sys als Funktionstreiber für ein USB-Gerät installieren.

Erste Schritte mit WinUSB

Dieser Abschnitt enthält Informationen zu:

• Auswahl des richtigen Treibers für ein Gerät
• Verwendung von WinUSB für die Kommunikation mit USB-Geräten
• Installieren von winusb.sys als Funktionstreiber für ein USB-Gerät

Es enthält auch detaillierte Codebeispiele, die zeigen, wie Apps und USB-Geräte kommunizieren.

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• Von Microsoft bereitgestellte USB-Treiber