Introduzione a WinUSB per sviluppatori

Articolo
10/17/2024

Gli sviluppatori di driver possono comprendere WinUSB (WINDOWS USB) in modo significativo semplificano il processo di sviluppo, soprattutto quando si lavora con dispositivi USB. WinUSB è un driver generico incluso in Windows che consente di comunicare con dispositivi USB senza la necessità di scrivere un driver personalizzato. Ciò consente di risparmiare tempo, ridurre la complessità e garantire la compatibilità tra versioni diverse di Windows.

Vantaggi principali dell'uso di WinUSB

Sviluppo semplificato:
- Facilità d'uso: WinUSB astrae gran parte della complessità della comunicazione USB, semplificando l'interazione con i dispositivi USB.
- Nessun driver personalizzato necessario: per molti dispositivi USB, WinUSB può essere usato direttamente, eliminando la necessità di scrivere e gestire un driver personalizzato.
Compatibilità multipiattaforma:
- Interfaccia standardizzata: WinUSB fornisce un'interfaccia standardizzata per la comunicazione USB, che può essere utile per garantire la compatibilità tra diverse versioni di Windows.
Tempo ed efficienza dei costi:
- Riduzione del tempo di sviluppo: l'uso di WinUSB può ridurre significativamente il tempo necessario per sviluppare e testare un driver USB.
- Costi di manutenzione inferiori: poiché WinUSB è gestito da Microsoft, è possibile basarsi su di esso aggiornato e supportato, riducendo i costi di manutenzione a lungo termine.
Accesso alle funzionalità USB:
- Funzionalità USB completa: WinUSB supporta un'ampia gamma di funzionalità USB, tra cui trasferimenti in blocco, trasferimenti di controllo, trasferimenti di interrupt e trasferimenti isocroni.

Operazioni che è possibile eseguire con WinUSB

Comunicazione del dispositivo:
- Trasferimento dati: inviare e ricevere dati da e verso un dispositivo USB usando trasferimenti in blocco, controllo, interrupt o isocroni.
- Richieste di controllo: inviare richieste di controllo per configurare il dispositivo o recuperare informazioni.
Configurazione del dispositivo:
- Configurazione dell'impostazione: configurare il dispositivo USB selezionando configurazioni, interfacce e impostazioni alternative.
- Endpoint Management: gestire gli endpoint per il trasferimento dei dati.
Enumerazione dispositivo:
- Identificazione dispositivo: enumerare e identificare i dispositivi USB connessi al sistema.
- Recupero descrittore: recuperare descrittori dei dispositivi, descrittori di configurazione, descrittori di interfaccia e descrittori di endpoint.
Applicazioni personalizzate:
- Applicazioni in modalità utente: sviluppare applicazioni in modalità utente che comunicano con dispositivi USB usando l'API WinUSB.
- Aggiornamenti del firmware: implementare meccanismi di aggiornamento del firmware per i dispositivi USB.
Test e debug:
- Prototipazione: creare rapidamente prototipi di comunicazione dei dispositivi USB per testare la funzionalità hardware.
- Debug: usare WinUSB per eseguire il debug dei problemi di comunicazione tra l'host e il dispositivo USB.

Componenti di WinUSB

WinUSB include:

Driver in modalità kernel (winusb.sys)
Libreria di collegamento dinamico in modalità utente (winusb.dll) che espone le funzioni WinUSB descritte in winusb.h. È possibile usare queste funzioni per gestire i dispositivi USB con software in modalità utente.

Per impostazione predefinita, winusb.sys viene installato nello stack in modalità kernel del dispositivo come driver di filtro superiore. Le app comunicano con il driver di funzione UMDF del dispositivo per inviare richieste di controllo di I/O di lettura, scrittura o dispositivo. In questa configurazione, winusb.sys funge da plug and play dello stack di dispositivi e proprietario dell'alimentazione. È anche possibile installare winusb.sys come driver di funzione per un dispositivo USB.