嵌入式系統(tǒng)是一個很不錯的選擇。但是由于嵌入式硬件平臺的多樣性，以及WinCE對USB設備驅動開發(fā)只提供了底層支持，再加上許多攝像頭廠商尚未提供WinCE下的USB攝像頭驅動，這對初級開發(fā)人員在開發(fā)WinCEUSB攝像頭程序時是一個難點。

　　前段時間，公司委派我負責一個嵌入式項目，項目要求是在WinCE平臺上集成USB攝像頭驅動和視頻采集程序。這個項目的關鍵是要集成USB攝像頭驅動，并高效的把攝像頭設備進行初始化以取得一幅完整的圖像。幸好我以前開發(fā)過WinCEUSB的主從設備的驅動程序。但雖然如此，我還是花了一些時間來調(diào)整系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。在這里我分享在這次項目實踐中得到的經(jīng)驗和教訓，希望大家能少走彎路。

　　一.什么是USB設備驅動程序開發(fā)?

　　隨著USB設備的普及，USB設備驅動開發(fā)在嵌入式系統(tǒng)變得越來越重要了。為了支持不同類型的硬件可以連接到WinCE平臺上，微軟提供了具有定制接口的流接口驅動程序模型。WinCE的USB外圍設備一般是使用流接口驅動程序。流接口驅動程序是指通過系統(tǒng)提供的文件系統(tǒng)API與應用程序交互;WinCE內(nèi)核系統(tǒng)會通過設備管理器來完成對流接口驅動程序的加載、卸載等管理工作;而流接口驅動程序則會通過調(diào)用USBD模塊提供的接口函數(shù)實現(xiàn)與底層USB設備通信。因此，在進行USB設備驅動程序開發(fā)之前，我們必須先了解USB設備驅動的結構和分類。

　　(1)主機與USB攝像頭的通訊結構

　　USB攝像頭驅動程序主要是利用系統(tǒng)提供的底層接口配置設備和攝像頭設備進行通訊。因此，WinCE的USB攝像頭驅動分為兩層：USBClient設備驅動程序和底層的WinCE函數(shù)實現(xiàn)層。而底層的函數(shù)層本身又由兩部分組成，即通用串行總線驅動程序(USBD)模塊和較低層的主控制器驅動程序(HCD)模塊。HCD負責最底層的處理，USBD模塊實現(xiàn)較高的USBD函數(shù)接口。因此，USB攝像頭驅動主要是利用USBD接口函數(shù)和外圍USB攝像頭打交道。

　　一般來說，主機和USB外設之間的通訊是由在主機端通過USBD模塊和HCD模塊使用的PIPE訪問一個通用的邏輯設備來完成。也就是說，USBD和HCD是一組抽象出來用于訪問USB設備的邏輯接口，它們主要是負責管理USB外設的連接、加載、移除、數(shù)據(jù)傳輸和通用的配置。其中HCD是由主機控制和驅動的，是為USBD提供底層的功能訪問服務。而USBD則是由USB總線驅動的，位于HCD的上層，是利用HCD的服務提供較高層次抽象的功能。

　　由于HCD和USBD都是面向一致的邏輯設備接口，因此如果嵌入式系統(tǒng)中擁有多種USB物理外設的話，那么就需要有唯一對應的外設驅動程序，也就是要有最上層的PIPE所連接的物理設備和USB設備驅動程序。有了對這個結構的認識，那么我們在進行USB設備驅動程序開發(fā)時首先要寫的就是最上端的USB攝像頭客戶端驅動程序，在WinCE的樣例程序中它也被稱為USBClientDriver。它是工作于USBD之上，所以實際上我們的工作就變成了利用USBD提供的接口針對特定的物理設備來完成USB設備驅動程序。(見圖)

　　(2)流驅動程序的分類和函數(shù)結構

　　WinCE驅動程序是介于內(nèi)核系統(tǒng)和物攝像頭驅動理設備之間的一個代碼層，它的主要作用是為內(nèi)核系統(tǒng)提供一個接口用來操作不同的外圍設備，包括物理設備和虛擬設備。驅動程序提供給內(nèi)核系統(tǒng)的接口一般可以分為：本地驅動(NativeDrivers)和流驅動(StreamDrivers)。我從這次項目實踐中得到的經(jīng)驗是，WinCE下的所有驅動都可以歸類到這兩個里面，二者必居其一。

　　流驅動是指通過為內(nèi)核系統(tǒng)提供流接口函數(shù)來實現(xiàn)驅動外圍設備，如XXX_Init()、XXX_Open()、XXX_Read()、XXX_Write()、XXX_Close()等。這一類的驅動由DeviceManager來管理，它是通過調(diào)用ActivateDeviceEx()函數(shù)來實現(xiàn)加載流驅動的。ActivateDeviceEx()的參數(shù)是注冊表中相應的鍵，用來設定加載流驅動的屬性，如Index、Order、Prefix等等。流驅動加載成功后，應用程序就可以通過調(diào)用CreateFile()、ReadFile()、WirteFile()等函數(shù)來訪問流驅動設備了。而與流驅動相反，軟裝，本地驅動提供給內(nèi)核系統(tǒng)的不是標準的流接口，而是事先約定好的特定接口。因此不同的本地驅動設備，接口也是不一樣的。在WinCE中，常見的本地驅動有LCD顯示驅動、觸摸屏驅動、鼠標和鍵盤驅動及打印機驅動等。從這里可以看出，本地驅動主要是涉及與人機界面相關的驅動。它們是由GWES來管理的，由于他們在注冊表中有各自相應的配置信息，因此它們會在系統(tǒng)啟動時自動加載。簡單的說，就是本地驅動是由內(nèi)核系統(tǒng)操作和調(diào)用的，一般的應用程序是不能訪問和調(diào)用的