CN101236538B - 硬件的驱动架构与方法 - Google Patents

Abstract

一种硬件的驱动架构与方法，连接于硬件装置，依据使用者所选择的驱动规格驱动硬件装置；该硬件的驱动架构包含：应用程序接口(API)模块，储存复数个驱动固件，接收驱动规格，并依据驱动规格，由复数个驱动固件中撷取对应于驱动规格的驱动固件；控制模块，储存复数个控制函式，连接于应用程序接口模块，接收应用程序接口模块所撷取的驱动固件，并依据驱动固件，由复数个控制函式中撷取对应于驱动固件的控制函式；驱动模块，储存复数个驱动程序，连接于控制模块与硬件装置，接收控制模块所撷取的控制函式，并依据控制函式由复数个驱动程序中撷取对应于硬件装置的驱动程序，并透过控制模块执行驱动程序，且将驱动固件传送至硬件装置。

Description

硬件的驱动架构与方法

技术领域

本发明是关于硬件驱动，特别是一种硬件装置的驱动架构与方法。

背景技术

当外部的硬件装置与计算机连接时，计算机须取得该硬件装置的驱动固件(firmware)，才能透过计算机的应用程序来操控该硬件装置，使该硬件装置能正常运作。

而上述所谓的固件(firmware)就是内建于硬件内的软件。一般来说，硬件是有形的物品，软件则是一堆程序代码组成的应用程序。一般硬件摸得到、看得到，而软件只存在于系统与计算机中，没办法用手触摸。而固件，则是内建于硬件内的软件，例如：将特别的计算机程序码，储存于只读芯片(ROM)中，这种内建于硬件(芯片)内的软件，则称的为固件。可以透过特定的装置与方法，执行固件的更新，或透过指定接口来遥控、操作固件中的设定与功能，查询目前硬件装置的运作状态，甚至执行硬件装置的设定、升级与调校。

请参照图1A，为习知技术中第一种硬件驱动的架构图。一般习知技术将驱动固件A50储存于闪存(flash memory)A42中，再将该颗储存有驱动固件A50的闪存A42，设置于该硬件装置A40中。如此，当硬件装置A40与计算机相连接后，可由应用程序A10下达指令(command)，透过控制模块A20与驱动模块A30，最后到达硬件装置A40。由于硬件装置A40中设置有储存驱动固件A50的闪存A42，所以当硬件装置A40接收到应用程序A10所下达的指令时，便可直接利用驱动固件A50而完成该指令所欲执行的功能或动作，并将相关数据或状态讯号等回应予应用程序A10。但是，这样的作法会有如下的缺点：

1、必须多增加闪存的成本支出。

2、闪存配置于硬件中，必须多增加硬件的配置空间，将使得硬件的体积较大，不利于硬件装置的轻薄化。

因此，有新的硬件驱动架构提出，请参照图1B，为习知技术中第二种硬件驱动的架构图。第二种硬件驱动架构与第一种类似，差别在于第二种硬件驱动架构中，硬件装置A40无需配置具有驱动固件的闪存。而驱动固件A50并非设置于该硬件的驱动架构之内，而是位于该架构之外，例如：将驱动固件A50存放于特定的网站。因此，当硬件装置A40与计算机相连接后，应用程序A10必需先连接至外部的驱动固件A50(连接至存放驱动固件A50的计算机或网站)来读取或下载驱动固件A50，然后才能下达指令(command)，同样透过控制模块A20与驱动模块A30，最后驱动硬件装置A40。硬件装置A40藉由驱动固件A50而完成该指令所欲执行的功能或动作，并将相关数据或状态讯号传回至应用程序A10。但是，这样的作法同样具有缺点，如下所示：

1、驱动固件储存于外部(例如，特定的网站)，容易受到黑客的篡改，而造成驱动固件的损坏或功能失效。

2、由外部读取或下载的驱动固件为数据类型的档案，即使被下载至计算机后，容易有档案被误删除。或者，因另一位计算机使用者并非管理者(administrator)，而造成没有存取权限来使用该驱动固件的问题产生。

因此，提出不同于传统技术的硬件的驱动架构，能顺利驱动与计算机连接的硬件装置，同时又能解决上述传统驱动架构的问题，为一亟待解决的课题。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种硬件的驱动架构与方法，不需在硬件装置上配置储存有驱动固件的闪存，也并非将驱动固件置放于架构之外。因此，不需增加闪存的成本，也不需增加硬件装置的配置空间。同时，驱动固件不会有被黑客篡改的危险产生，也解决了驱动固件被误删除或使用者不同的存取权限的问题。

本发明所提出的硬件的驱动架构，连接于硬件装置，依据使用者所选择的驱动规格驱动硬件装置。而该硬件的驱动架构包含：应用程序接口(API)模块、控制模块及驱动模块。

应用程序接口模块储存复数个驱动固件，接收驱动规格，并依据驱动规格，由复数个驱动固件中撷取对应于驱动规格的驱动固件。

控制模块储存复数个控制函式，连接于应用程序接口模块，接收应用程序接口模块所撷取的驱动固件，并依据驱动固件，由复数个控制函式中撷取对应于驱动固件的控制函式。

驱动模块储存复数个驱动程序，连接于控制模块与硬件装置，接收控制模块所撷取的控制函式，并依据控制函式由复数个驱动程序中撷取对应于硬件装置的驱动程序，并透过控制模块执行驱动程序，且将驱动固件传送至硬件装置。

本发明所提出的硬件的驱动方法，包含下列步骤：提供应用程序接口模块，储存复数个驱动固件。接收驱动规格，并依据驱动规格，由应用程序接口模块中撷取对应于驱动规格的驱动固件。依据驱动固件，取得对应于驱动固件的控制函式。依据控制函式，取得对应于硬件装置的驱动程序，并透过控制函式执行驱动程序。将驱动固件传送至硬件装置，用以驱动硬件装置。

有关本发明的较佳实施例及其功效，兹配合图式说明如后。

附图说明

图1A：习知技术中第一种硬件驱动的架构图。

图1B：习知技术中第二种硬件驱动的架构图。

图2：硬件的驱动架构的示意图。

图3：数字广播的硬件驱动架构的示意图。

图4：硬件驱动的方法流程图。

主要组件符号说明

A10：应用程序

A20：控制模块

A30：驱动模块

A40：硬件装置

A42：闪存

A50：驱动固件

1：应用程序

2：应用程序接口模块

20：驱动固件

22：数字视频广播驱动固件

24：数字音讯广播驱动固件

3：控制模块

30：控制函式

32：数字视频广播控制函式

34：数字音讯广播控制函式

4：驱动模块

40：驱动程序

42：数位视频广播驱动程序

44：数字音讯广播驱动程序

5：连接模块

6：硬件装置

具体实施方式

请参照图2，为硬件的驱动架构的示意图。硬件的驱动架构包含：应用程序接口(Application Programming Interface，API)模块2、控制模块3及驱动模块4。而该驱动架构连接于硬件装置6，依据使用者所选择的驱动规格驱动硬件装置6。

硬件的驱动架构更包含应用程序1，使用者可以透过应用程序1来选择驱动规格，而硬件的驱动架构便会依照使用者所选择的驱动规格进行处理，最后以所选择的驱动规格来驱动硬件装置6。

应用程序接口模块2储存有复数个驱动固件20，且与应用程序1相连接。因此，应用程序接口模块2接收使用者透过应用程序1所选择的驱动规格，并依据所接收的驱动规格，由所储存的复数个驱动固件20中撷取对应于该驱动规格的驱动固件20。

其中，将驱动固件20储存于应用程序接口(API)模块2中，为本发明的重要技术特征之一。由于API是一组作为应用程序呼叫某种功能与服务的接口。程序设计者可以依据API撰写程序，让操作系统或应用程序启动特定程序以执行特定的功能。举例来说，WIN32 API就是Microsoft Windows 32位平台的应用程序接口。Windows API就像是Windows与某程序之间的接口，也像积木一般可以架构出各种接口丰富、功能灵活的应用程序。

应用程序接口模块2所储存的驱动固件20，包含于可被外部程序呼叫的档案，例如：动态连结数据库(Dynamic Link Library，DLL)类型，扩展名为.DLL的档案；Component Object Model(COM)类型的档案；或者是一般的执行文件(以Windows操作系统而言，扩展名为.EXE的档案)，且可经由IPC(Inter-process communication)机制与应用程序沟通的档案。由于DLL或COM的档案类型可以在档案中写有宣告给外部应用程序使用的API。而一般的执行档也可在档案中，利用IPC机制与外部应用程序沟通。因此，应用程序接口模块2可称为DLL层(Layer)、COM层，或是执行档层。透过应用程序接口(API)模块2这个接口，提供不同的应用程序使用其所储存的驱动固件20，而将与驱动规格相对应的驱动固件20，提供予后续驱动硬件装置的使用。

一般来说，驱动固件20为DLL档、COM档或是执行档，会比单纯是数据类型的档案(data)具有诸多的优点。以下仅针对DLL档的优点作简单的介绍：

1、节省内存。多个应用程序使用同一个DLL档时，该DLL档可以只被加载一次，甚至可于使用时才加载DLL档，且使用完后立即释放。

2、程序代码重复使用，可让不同的程序语言使用。

3、应用程序模块化，可降低应用程序的复杂度，程序更新维护时较方便。

4、可支持设计多国语言的应用程序。可以把每一种语言的字符串资源分别存放在一个DLL文件里面，程序执行时便可以动态切换程序所使用的语言。

因此，驱动固件20为DLL的档案类型，同样具有上述的优点。以往传统技术将驱动固件储存于外部，且为数据类型的档案，所以容易遭到黑客的篡改。而本发明的驱动固件20属于DLL的档案类型还有一个优点，那就是DLL文件可经由操作系统(windows)信任的凭证(certificate)签署(signature)，以确保签署过的DLL档没有被篡改过，而维持档案的完整性。所以，经过签署后的DLL档，即所谓的程序代码(code)，与传统技术的数据类型的档案并不一样，安全性提高，因此不会产生黑客篡改的问题。且签署后的DLL文件与计算机中的执行文件放置于同一目录下，或是存放于操作系统(windows)的目录下，因此，较不会有人为误删除的问题产生。

控制模块3储存复数个控制函式30，连接于应用程序接口模块2，接收应用程序接口模块2所撷取的驱动固件20，并依据驱动固件20，由复数个控制函式30中撷取对应于驱动固件20的控制函式30。

驱动模块4储存复数个驱动程序40，连接于控制模块3与硬件装置6，接收控制模块3所撷取的控制函式30，并依据控制函式30，由复数个驱动程序40中撷取对应于硬件装置的驱动程序40，并透过控制模块3执行该驱动程序，且将驱动固件20传送至硬件装置6，用以驱动硬件装置。

由图2可知，硬件的驱动架构更包含连接模块5。其中，连接模块5可选自USB、PCMCIA、Express Card及SPI等连接规格所组成的群组其中之一。连接模块5连接驱动模块4与硬件装置6。也就是说，硬件装置6可以透过连接模块5与本发明的硬件的驱动架构互相连接。当驱动模块4透过连接模块5，将特定的驱动固件20传送予硬件装置6后，便可驱动硬件装置6执行特定的功能。相对的，硬件装置6也会将相关的数据或状态讯号等回传给应用程序1，让使用者可以获取硬件装置6的响应数据或掌握其执行状态。

请参照图3，为数字广播的硬件驱动架构的示意图，该图利用数字广播为例子对硬件的驱动架构进一步说明。数字广播主要可分为数字视频广播及数字音讯广播，而两者各含有多种不同的规格。数字视频广播的规格包含：DVB-T(Digital Video Broadcasting，T代表Terrestrial，地面卫星)、DVB-H(H代表Handheld，手持式装置)、DVB-S(S代表Satellite，卫星)、DVB-C(C代表Cable，电缆)DMB(Digital Multimedia Broadcasting，包含T-DMB及S-DMB)、ISDB(Integrated Services Digital Broadcasting，包含ISDB-T、ISDB-C、ISDB-S、ISDB-Tsb)、DAB-IP、MediaFLO以及中国的DMB-T/H等。而数字音讯广播的规格包含：DAB(Digital AudioBroadcasting)、DRM(Digital Radio Mondiale)、ISDB及IBOC(In-bandon-channel)等。

以数字广播为例，此处所指的硬件装置6为与接收数字广播相关的硬件装置，具有扫瞄(scan)数字频道及调频(tune)数字频道等的基本功能。硬件装置6透过连接模块5与本发明的硬件的驱动架构连接后，使用者可透过应用程序1下达所欲驱动硬件装置6的驱动规格。以图3来说，驱动规格即为所有数字广播的规格。其中，数字广播方面的应用程序1有多家软件厂商所推出的应用程序可供使用者选择。所以，使用者可以透过应用程序1选择多种数字广播规格中的其中一种，作为此次驱动硬件装置6的驱动规格，例如选择DAB为驱动规格。

应用程序接口模块2本身储存有多种数字广播规格的驱动固件20，即使当市面上有新的数字广播规格推出时，也只需将与新推出的数字广播规格相关的驱动固件，新增至应用程序接口模块2中，即可驱动新规格的硬件装置6。因此，应用程序接口模块2可以藉由扩充，来增加所储存驱动固件的种类。如此，不论是何种硬件装置6与本发明的硬件的驱动架构连接，皆可由应用程序接口模块2中撷取相对应的驱动固件20。不必担心连接不同硬件装置6时缺少驱动固件，而无法使用的情况发生。因为，应用程序接口模块2已经将所有数字广播相关的驱动固件20模块化了，如此，当使用者欲使用某种硬件装置6时，不需再去寻找或下载其对应的驱动固件，大幅提高使用者使用硬件装置6的便利性。

由图3可见，应用程序接口模块2所储存的驱动固件20包含数字视频广播驱动固件22，以及数字音讯广播驱动固件24。当应用程序接口模块2接收到使用者所选择的DAB驱动规格后，便会由所储存的驱动固件20的数字音讯广播驱动固件24中，撷取出对应于DAB驱动规格的DAB驱动固件。

控制模块3所储存的控制函式30也包含数字视频广播控制函式32，以及数字音讯广播控制函式34。当控制模块3接收应用程序接口模块2所撷取的DAB驱动固件后，会依据DAB驱动固件，由控制函式30的数字音讯广播控制函式34中，撷取对应于DAB驱动固件的DAB控制函式。

同样的驱动模块4所储存的驱动程序40也包含数字视频广播驱动程序42，以及数字音讯广播驱动程序44。当驱动模块4接收控制模块3所撷取的DAB控制函式后，便会依据DAB控制函式撷取对应于硬件装置6的驱动程序40，并透过控制模块3执行该驱动程序40，且将DAB驱动固件传送至硬件装置6。当硬件装置6接收到DAB驱动固件后便会采用DAB的规格，并启动驱动程序40中对应于DAB的驱动程序。如此，当硬件装置6采用DAB的规格后，应用程序便可经由DAB控制函式及DAB驱动程序执行数字音讯广播中DAB规格的相关功能，例如：扫瞄(scan)DAB的数字音讯频道，或调频(tune)DAB的数字音讯频道等。

此外当使用者欲变换驱动规格，或硬件装置6变换不同模式，例如：数字视频广播中多种规格之间的转换、数字音讯广播中多种规格之间的转换，或DAB转换为DVB等。假设，如上述例子为DAB规格，现转化为DVB规格。DVB驱动固件传送至硬件装置6，用以驱动硬件装置6后，驱动模块4会由复数个驱动程序40中，撷取出对应于DVB驱动固件的DVB驱动程序，并透过控制模块3执行DVB驱动程序。如此，当硬件装置6转换为DVB规格后，应用程序便可经由DVB控制函式及DVB驱动程序执行数字视频广播中DVB规格的相关功能。

请参照图4，为硬件驱动的方法流程图。而硬件的驱动方法包含下列步骤。

步骤S10：提供应用程序接口模块，储存复数个驱动固件。其中，应用程序接口模块所储存的驱动固件，包含于可被外部程序呼叫类型的档案，例如：DLL档、COM档及执行档等。如此，可以防止黑客篡改驱动固件，也可以降低人为误删除驱动固件的问题产生。

步骤S20：接收使用者自行选择的驱动规格。其中，驱动规格可以为数字视频广播的规格，包含：DVB-T、DVB-H、DVB-S、DVB-C、T-DMB、S-DMB ISDB-T、ISDB-C、ISDB-S、ISDB-Tsb、DAB-IP、MediaFLO及DMB-T/H等规格。此外驱动规格也可以为数字音讯广播的规格，包含：DAB、DRM、ISDB、及IBOC等规格。使用者可以依需求选择其中一种驱动规格。

步骤S30：依据步骤S20所接收的驱动规格，由步骤S10的应用程序接口模块中撷取对应于驱动规格的驱动固件。

步骤S40：依据步骤S30所撷取的驱动固件，取得对应于驱动固件的控制函式。

步骤S50：依据步骤S40所取得的控制函式，取得对应于硬件装置的驱动程序，并透过控制函式执行驱动程序。

步骤S60：传送驱动固件至硬件装置，利用该驱动固件驱动硬件装置。如此，硬件装置便能依照使用者自行选择的驱动规格，让硬件装置执行该驱动规格所应有的功能。其中，驱动固件透过连接模块传送至硬件装置。其中，连接模块可选自USB、PCMCIA、Express Card及SPI等连接规格所组成的群组其中之一。

虽然本发明的技术内容已经以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神所作些许的更动与润饰，皆应涵盖于本发明的范畴内，因此本发明的保护范围当视申请专利范围所界定者为准。

Claims (19)

1.一种硬件的驱动架构，连接于一硬件装置，依据一使用者所选择的一驱动规格驱动该硬件装置，该硬件的驱动架构包含：

一应用程序接口(API)模块，储存复数个驱动固件，接收该驱动规格，并依据该驱动规格，由该些复数个驱动固件中撷取对应于该驱动规格的该驱动固件；

一控制模块，储存复数个控制函式，连接于该应用程序接口模块，接收该应用程序接口模块所撷取的该驱动固件，并依据该驱动固件，由该些复数个控制函式中撷取对应于该驱动固件的该控制函式；及

一驱动模块，储存复数个驱动程序，连接于该控制模块与该硬件装置，接收该控制模块所撷取的该控制函式，并依据该控制函式由该些复数个驱动程序中撷取对应于该硬件装置的该驱动程序，并透过该控制模块执行该驱动程序，且将该驱动固件传送至该硬件装置。

2.如权利要求1所述的硬件的驱动架构，其特征在于：该应用程序接口模块所储存的该些驱动固件包含于一可被外部程序呼叫的档案。

3.如权利要求2所述的硬件的驱动架构，其特征在于：该可被外部程序呼叫的档案选自DLL档、COM档及执行档所组成的群组。

4.如权利要求1所述的硬件的驱动架构，其特征在于：该驱动规格为数字视频广播(Digital Television Broadcasting)的规格。

5.如权利要求4所述的硬件的驱动架构，其特征在于：该驱动规格可选自DVB-T、DVB-H、DVB-S、DVB-C、T-DMB、S-DMB、ISDB-T、ISDB-C、ISDB-S、ISDB-Tsb、DAB-IP、MediaFLO及DMB-T/H规格所组成的群组。

6.如权利要求1所述的硬件的驱动架构，其特征在于：该驱动规格为数字音讯广播(Digital Audio Broadcasting)的规格。

7.如权利要求6所述的硬件的驱动架构，其特征在于：该驱动规格可选自DAB、DRM、ISDB及IBOC规格所组成的群组。

8.如权利要求1所述的硬件的驱动架构，其特征在于：更包含一应用程序，连接于该应用程序接口模块，用以提供该使用者选择该驱动规格。

9.如权利要求1所述的硬件的驱动架构，其特征在于：更包含一连接模块，连接该驱动模块与该硬件装置。

10.如权利要求9所述的硬件的驱动架构，其特征在于：该连接模块可选自USB、PCMCIA、Express Card及SPI连接规格所组成的群组。

11.一种硬件的驱动方法，其特征在于：包含下列步骤：

提供一应用程序接口(API)模块，储存复数个驱动固件；

接收一驱动规格；

依据该驱动规格，由该应用程序接口模块中撷取对应于该驱动规格的该驱动固件；

依据该驱动固件，取得对应于该驱动固件的一控制函式；

依据该控制函式，取得对应于一硬件装置的一驱动程序，并透过该控制函式执行该驱动程序；及

传送该驱动固件至该硬件装置，用以驱动该硬件装置。

12.如权利要求11所述的硬件的驱动方法，其特征在于：该应用程序接口模块所储存的该些驱动固件包含于一可被外部程序呼叫的档案。

13.如权利要求12所述的硬件的驱动方法，其特征在于：该可被外部程序呼叫的档案选自DLL档、COM档及执行档所组成的群组。

14.如权利要求11所述的硬件的驱动方法，其特征在于：该驱动规格为数字视频广播(Digital Television Broadcasting)的规格。

15.如权利要求14所述的硬件的驱动方法，其特征在于：该驱动规格可选自DVB-T、DVB-H、DVB-S、DVB-C、T-DMB、S-DMB、ISDB-T、ISDB-C、ISDB-S、ISDB-Tsb、DAB-IP、MediaFLO及DMB-T/H规格所组成的群组。

16.如权利要求11所述的硬件的驱动方法，其特征在于：该驱动规格为数字音讯广播(Digital Audio Broadcasting)的规格。

17.如权利要求16所述的硬件的驱动方法，其特征在于：该驱动规格可选自DAB、DRM、ISDB及IBOC规格所组成的群组。

18.如权利要求11所述的硬件的驱动方法，其特征在于：该驱动固件透过一连接模块传送至该硬件装置。

19.如权利要求18所述的硬件的驱动方法，其特征在于：该连接模块可选自USB、PCMCIA、Express Card及SPI连接规格所组成的群组。

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