ArcaOS 5.0 Русская версия Пакет русификации ArcaOS 5.0 OS/2 давно доступен. Поддерживается любая версия: 5.0, 5.0.1, 5.0.2. eCo Software может выпустить и другие пакеты (Немецкий, Голландский, Бразильский Португальский, Испанский, Шведский и т.д.)

TITLE: Библиотека USBCALLS для eComStation

DATE: 2006-04-28 17:27:53

AUTHOR: Frolov Dmitry

Введение

Большинство современных периферийных устройств подключаются к компьютеру через USB-порт, постепенно вытесняя COM- и SCSI-устройства. Их поддержка со стороны программного обеспечения сейчас востребована как никогда. Библиотека USBCALLS предлагает разработчикам удобный программный интерфейс для работы с USB-устройствами, который может значительно упростить разработку приложений. При использовании USBCALLS разработчику не нужно писать драйвер для управления USB-устройством. Он пишет обычное Ring-3 приложение, которое обращается к драйверу USBCALLS, благодаря чему отладка кода заметно упрощается. USBCALLS позволяет взаимодействоать с устройствами, присоединенными к контроллеру любого типа, поскольку он не работает напрямую с USB-контроллером, а обращается к драйверу USBD.

USBCALLS позволяет управлять устройствами, подключенными через любой USB-контроллер:

• Universal host controller (Intel) (USB 1.0/1.1)
• Open host controller (консорциум) (USB 1.0/1.1)
• Enhanced host controller (USB 2.0)

Программы, использующие USBCALLS:

• GPhoto2 - управление цифровыми фотокамерами
• ptppro - управление цифровыми камерами по протоколу PTP (Sony, Kodak и т.п.)
• Sane - управление сканерами
• Coolfm - управление USB FM-приемниками
• Программа просмотра подключенных USB устройств - USBRES.EXE
• Программа управления Palm
• Программа управления мультимедийными кнопками на USB-клавиатурах
• Программа определения подключения USBMSD-накопителя
• Программа управления web-камерами (Logitech QuickCam 4000 Pro и совместимыми)

Библиотека USBCALLS была разработана Markus Montkowski. В настоящее время, разработку ведет Dmitry Froloff.

Управление USB-устройствами, краткий обзор endpoints

Любое USB-устройство обязано поддерживать USB Control Transfer. С помощью этого протокола производится распознавание и конфигурирование USB-устройств, сброс ошибок, перезапуск и т. п. Соотвествующие типы Control Transfer отвечают за передачу различных дескрипторов устройства, из которых, в свою очередь, можно узнать об устройстве все, что оно может сообщить о себе: Device Class/Subclass, Vendor Product Id, Serial Number, количество и типы endpoints и прочее.

• Bulk - endpoint через который производится передача данных из/в устройство. Практически все устройства, за исключеним самых простых, имеют его. Примеры: mass storage, флеш-накопители, MP3-плееры, кардридеры, сканеры, фотокамеры и т.д.
• Irq - это Interrupt endpoint. Через него устройство оповещает о каких-то событиях. Например событием является то, что устройство готово к передаче данных или произошла какая-то ошибка. Многие из вышеперечисленных устройств имеют interrupt endpoint. Отдельно стоят т.н. HID - Human Interface Devices. Для них Interrupt endpoint является основным. Это USB-клавиатуры, мыши, составные устройства, джойстики и т.д.
• Iso - Isochronous endpoint. Предназначен для передачи видео (webcam) или audio (USB sound), т.е. для тех видов трансферов, в которых требуется иместь постоянную полосу пропускания для передачи непрерывных данных.

Interrupt-протокол - это обычное чтение из USB endpoint, с той лишь разницей, что данные реально передаются лишь тогда, когда USB-устройство готово к их передаче, т.е. хост контроллер периодически (с заданным интервалом) опрашивает устройство. Содержимое самих данных полностью зависит от типа и протокола работы устройства.

Действия программиста сводятся к следующему:

• открыть устройство, получить от UsbResMg хэндл для последующей работы с ним: UsbOpen();
• в цикле вызывается функция UsbIrqRead(). Если в течение указанного времени от устройства пришло прерывание, то функция возвратит прочитанные из Interrupt endpoint данные, характеризующие событие, или вернется по таймауту с соответствующим кодом завершения;
• анализируются данные, и, в зависимости от результата, производятся определенные действия. Например, если говорить о мультимедийной клавиатуре, имитируется нажатие клавиш - посредством скан-кодов, или же просто напрямую выполняются требуемые действия: управление audio, запуск приложения;
• по завершении работы с устройством хэндл освобождается с помощью функции UsbClose().

Следующий вариант управления USB-устройствами - Bulk endpoint.

• открыть устройство, получить от UsbResMg хэндл для последующей работы с ним: UsbOpen();
• далее, в цикле вызываются функции UsbBulkRead()/UsbBulkWrite(), работающие аналогично DosRead()/DosWrite(), за исключением наличия таймаута. Если в течение указанного времени устройство выполнило требуемую операцию, то функция возвратит данные, прочитанные из Bulk endpoint (передаст данные в устройство) или вернется по таймауту с соответствующим кодом завершения;
• анализируется код завершения или принятые данные, и, в зависимости от результата, производим определенные действия. Например, для USB-накопителей читаем/пишем сектора с данными. В каждом конкретном случае алгоритм и последовательность операций определяется устройством, с которым производится обмен данными.
• по завершении работы с устройством, хэндл освобождается с помощью функции UsbClose().

Работа с устройством через Iso endpoint.

Алгоритм работы следующий:

• открыть устройство, получить от UsbResMg хэндл для последующей работы с ним: UsbOpen();
• создать семафор;
• посылается запрос к UsbCall с этим семафором на Iso transfer;
• ожидание семафора;
• по наполнении блока, UsbCall выставляет семафор;
• сбрасывается семафор, выполняются действия с данными;
• цикл к ожиданию семафора;
• по завершении работы вызывается UsbCall с отменой Iso transfer;
• по завершении работы с устройством освобождаются семафор и хэндл с помощью функции UsbClose().

Другие функции USBCALLS:

USBCALLS включает в себя Функцию выбора конфигурации. Конфигурация весьма важна, поскольку она определяет режим работы устройства. Например, в веб-камере, в зависимости от требуемого разрешения и цветности, устанавливается соотвествующая конфигурация. Аналогично для аудио-устройств, рабочая частота дискретизации и разрядность аудио-данных задается путем выставления конфигурации. Кроме этого, в UsbCalls есть весь необходимый набор функций для построения дерева устройств:

• UsbQueryNumberDevices(), UsbQueryDeviceReport() для построения списка устройств;
• UsbRegisterChangeNotification(), UsbRegisterDeviceNotification(), UsbDeregisterNotification() для получения уведомления о подключении устройства.

Подключайся к разработке управляющих программ!

Обмениваться данными можно через любые типы endpoints, а значит возможно реализовать поддержку практически любых USB-устройств из Ring3.

Поддержку каких устройств можно реализовать? Мы предлагаем вам заняться разработкой программ управления устройствами:

• TV-тюнеры
• UPS (бесперебойные источники питания)
• пульты дистанционного управления
• модемы
• джойстики
• сенсорные экраны
• сканеры штрих-кодов
• микрофоны
• USB security keys
• программы-детекторы подключения устройств
• USBRES (VIO-версия)

Мы надеемся, вы убедились, что управлять USB-устройствами очень просто. Если у вас возникли вопросы по библиотеке USBCALLS, задавайте их в форуме http://forum.ecomstation.ru

Дополнительная информация

• Домашняя страница USB Tools
• Доклад по USBCALLS на конференции Developers Workshop 2006
• Форум для обсуждения USBCALLS
• Введение в USB
• Структура USB стека
• Роль и место USBD
• Протоколы управления устройствами, структуры данных: сайт 1, сайт 2, сайт 3, сайт 4, сайт 5

Комментарии:

Konstantin 2008-10-21 00:18:46	А мне понравилось сие описание. Еще бы хватило ума разобраться.
Михаил 2009-05-14 16:00:30	интересная статья. А какой алгоритм диагностики работы usb??!

Прокомментируйте эту статью (напоминаем, автор работал над текстом несколько недель, уважайте мнение других).

Ваше имя: Ваш E-Mail: CODE:
Ваш комментарий:

В новой версии eComStation 2.0 исправлено много старых проблем a) нет проблемы 16 букв на JFS, b) WPS ассоциации теперь работают, .. + мы исправили около тысячи багов. Что нового в eCS 2.0?