CN101398792A

CN101398792A - 一种实现接口功能设备应用的方法及装置

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Publication number: CN101398792A
Application number: CNA2007101753639A
Authority: CN
Inventors: 刘渤
Original assignee: Lenovo Beijing Ltd
Current assignee: Lenovo Beijing Ltd
Priority date: 2007-09-28
Filing date: 2007-09-28
Publication date: 2009-04-01
Anticipated expiration: 2027-09-28
Also published as: CN101398792B

Abstract

本发明公开了一种实现接口功能设备应用的方法及装置。本发明公开的方法中，设置包含接口存储设备和具有特定功能的接口功能设备的多功能接口设备，该多功能接口设备插入主机的接口端口后，主机将该多功能接口设备枚举为接口存储设备和接口功能设备，主机上运行接口存储设备中存储的安装程序，安装接口功能设备的驱动程序，对接口功能设备进行应用，无需多功能接口设备根据主机发送的设备描述请求采取不同的响应策略，降低接口功能设备实现的复杂性。

Description

一种实现接口功能设备应用的方法及装置

技术领域

本发明涉及设备检测技术，特别是指一种实现接口功能设备应用的方法及装置。

背景技术

随着通用串行总线(USB，Universal Serial Bus)接口的逐步发展，很多具有特定功能的设备都通过USB接口与主机进行通信，这些设备被称为USB设备。主机包含CPU、USB主机控制器和USB端口，USB主机控制器通过内部总线与CPU相连，主机运行操作系统及驱动主机USB控制器的USB协议栈。USB设备是指包含微控制器(MCU，Micro Controller Unit)、USB客户端控制器和USB端口的设备，USB设备中运行与主机端USB协议栈进行通信的固件程序。

USB网卡、USB电视卡、USB声卡等USB设备，通常都需要在主机上安装相应USB设备的驱动程序，主机才能与相应USB设备进行通信。而用户通常通过设备生产厂商提供的安装盘或从互联网上下载来获取USB设备的驱动程序。如果用户既没用安装盘也不能登录互联网，则将无法使用相应USB设备，为用户带来很大不便。

针对这种情况，提出了二次USB枚举的解决方法，具体处理过程包括以下步骤：

步骤11：将USB设备插入主机的USB端口后，USB设备上电。

具体处理过程为：USB设备插入主机的USB端口，该USB设备所接入的集线器向主机报告该事件；主机通过查询集线器来确定变化的原因；主机确定变化的原因是插入了USB设备引起的，向该USB端口发送激活和复位命令；集线器保留发往该USB端口的复位信号，当复位信号释放后，被激活的USB端口和集线器向USB设备提供总线电流，此时USB设备就处于上电状态，该USB设备的所有寄存器和转台都被重新设置，并且可以对缺省地址作出响应；在为该USB设备分配一个唯一总线地址前，主机首先通过缺省地址访问USB设备的缺省管道，读取USB设备的描述符；然后主机为USB设备分配唯一总线地址；主机读取USB设备的配置描述符；主机可以向USB设备设置配置，此时USB设备配置完成，可以获得配置所需的总线电流。

步骤12：主机将USB设备枚举为USB存储器(USB Mass Storage)。

具体处理过程为：主机通过描述符将具有特定功能的USB设备枚举为一个简单的USB存储器，USB设备的真正功能对于用户和操作系统均不可见；主机为USB设备分配了唯一总线地址，这样，主机就可与被枚举为USB存储器的USB设备进行正常通信了；USB设备代理(agent)以可执行文件的形式被包含在USB设备的存储介质中，用户通过运行相应程序，如Windows Explorer或DOS Window等，访问该USB存储器，然后执行包含USB设备代理的可执行文件，USB设备代理在主机上安装驱动程序。

步骤13：主机上安装了驱动程序后，USB主机控制器通过驱动程序将USB设备再次枚举为具有一定功能的USB设备，实现USB存储器至USB设备的切换，最终使USB设备实现其真正的功能。

通过二次USB枚举将实现USB设备的识别，但是中间过程中，会出现将USB设备枚举为USB存储器的处理，对于两次USB枚举，USB设备需要对主机发送的设备描述请求采取不同的响应策略，从技术上带来实现的复杂性。尤其是如果在两次USB枚举之间出现用户操作失误或是当机的情况，USB设备的状态需要更复杂的逻辑来保证其一致性，这就给USB设备的实现带来了更大的复杂性。

另外，通过一次USB枚举，用户会首先看到主机检测出的USB存储器，而二次USB枚举后，用户看到的将是USB设备，USB存储器消失不见了，这对于不了解相应处理过程的用户而言，难以理解此变化，用户体验不好。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种实现接口功能设备应用的方法及装置，降低接口设备检测过程中实现的复杂性。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种实现接口功能设备应用的方法，设置包含接口存储设备和接口功能设备的多功能接口设备，该方法包含以下步骤：

A、多功能接口设备插入主机的接口端口，多功能接口设备上电；

B、主机将多功能接口设备枚举为接口存储设备和接口功能设备；

C、主机上安装接口存储设备中存储的接口设备的驱动程序的安装程序，对接口设备进行应用。

所述接口为USB，所述设置包含USB存储设备和USB功能设备的多功能USB设备，包括：设置包括USB集线器、USB存储器和具有特定功能的USB设备的USB复合设备。

所述步骤A包括：USB复合设备插入主机的USB端口，该USB复合设备所接入的集线器向主机报告该事件；主机通过查询集线器来确定变化的原因是插入了USB复合设备中的USB集线器引起的，向该USB端口发送激活和复位命令；复位信号释放后，被激活的USB端口向USB复合设备中的USB集线器提供总线电流，该USB复合设备中的USB集线器被重新设置，对缺省地址作出响应；主机通过该缺省地址读取USB复合设备中的USB集线器设备的描述符，识别出并配置该USB集线器，通过缺省地址访问所述多功能USB设备的USB存储器和具有特定功能的USB设备，读取USB存储器和具有特定功能的USB设备的描述符；然后主机分别为USB存储器和具有特定功能的USB设备分配唯一总线地址；主机分别读取USB复合设备中包含的上述USB设备的配置描述符；主机向USB存储器和具有特定功能的USB设备进行配置，提供配置所需的总线电流。

所述步骤B包括：主机通过描述符将USB复合设备枚举为一个USB存储器和具有特定功能的USB设备。

所述接口为USB，所述设置包含USB存储设备和USB功能设备的USB多功能设备，包括：设置包括USB存储器接口和具有特定功能的USB设备接口的USB组合设备。

所述步骤A包括：USB组合设备插入主机的USB端口，该USB组合设备所接入的集线器向主机报告该事件；主机通过查询集线器来确定变化的原因是插入了USB组合设备引起的，向该USB端口发送激活和复位命令；复位信号释放后，被激活的USB端口向USB组合设备提供总线电流，对缺省地址作出响应；主机通过缺省地址访问USB组合设备的缺省管道，读取USB组合设备的描述符；然后主机为USB存储器接口和具有特定功能的USB设备接口统一分配唯一总线地址；主机读取USB组合设备的配置描述符；主机配置该USB组合设备，提供配置所需的总线电流。

所述步骤B包括：主机通过描述符将USB组合设备分别枚举为一个USB存储器接口和具有特定功能的USB设备接口。

步骤C中所述主机上安装接口存储设备中存储的接口设备的驱动程序的安装程序，包括：主机运行存储于接口存储设备的接口功能设备的驱动程序的安装程序；或者，用户通过主机的设备管理器运行安装程序，安装驱动程序；或者，接口存储设备中存储的接口功能设备的安装程序自动运行，安装驱动程序。

所述安装程序以可执行文件的形式存储于接口存储设备的存储介质中。

一种实现接口功能设备应用的装置，包括：接口存储设备和接口功能设备，其中，所述接口存储设备用于存储所述接口功能设备的驱动程序的安装程序，在主机检测到该接口存储设备后，运行安装程序，安装接口设备的驱动程序；所述接口功能设备用于在主机安装驱动程序后，与主机进行通信。

该装置进一步包括：接口集线器，所述接口存储设备为接口存储器，所述接口功能设备为具有特定功能的接口设备，其中，所述接口存储器用于存储所述接口设备的驱动程序的安装程序，与所述接口集线器相连，在主机检测到该接口存储器后，运行安装程序，安装接口设备的驱动程序；所述具有特定功能的接口设备与所述接口集线器相连，在主机安装驱动程序后，通过接口集线器与主机进行通信。

所述接口存储设备为接口存储器接口，所述具有特定功能的接口功能设备为接口设备。

所述接口为USB接口，或为个人计算机内存卡国际协会PCMCIA总线接口，或为1394总线接口。

本发明中，设置包含接口存储设备和具有特定功能的接口功能设备的多功能接口设备，多功能接口设备插入主机的接口端口后，主机将多功能接口设备枚举为接口存储设备和接口功能设备，主机上运行接口存储设备中存储的安装程序，安装接口功能设备的驱动程序，对接口功能设备进行应用，无需多功能接口设备根据主机发送的设备描述请求采取不同的响应策略，降低接口功能设备实现的复杂性。

另外，根据本发明提供的方案不会在设备管理视图上，向用户显示前后不一致的设备标识，提高用户的体验。而且，本发明提供多种实现方式，可根据实际情况，进行灵活选择。

附图说明

图1为本发明实施例一中USB复合设备结构示意图；

图2为本发明实施例一中实现USB网卡复合设备检测的示意图；

图3为本发明实施例二中USB组合设备结构示意图；

图4为本发明实施例二中实现USB网卡组合设备检测的示意图。

具体实施方式

本发明中，设置包含USB存储设备和具有特定功能的USB设备的多功能USB设备，其中，USB存储设备中存储有USB设备的驱动程序的安装程序，多功能USB设备插入主机的USB端口后，主机将多功能USB设备枚举为USB存储设备和USB设备，主机上运行USB存储设备中存储的安装程序，安装USB设备的驱动程序，对具有特定功能的USB设备进行应用。多功能USB设备的实现可以分为两种情况，一种实现方式是USB存储器和具有特定功能的USB设备分别连接USB集线器来实现，将通过该实现方式得到的设备称为USB复合设备；另一种实现方式是USB存储器通过USB存储器接口实现，具有特定功能的USB设备通过USB设备接口实现，将通过该实现方式得到的设备称为USB组合设备。

图1为本发明中USB复合设备结构示意图，如图1所示，该USB复合设备包括USB集线器、USB存储器和具有特定功能的USB设备，其中，USB存储器用于存储USB设备的驱动程序的安装程序，与USB集线器相连；具有特定功能的USB设备与USB集线器相连；USB存储器和具有特定功能的USB设备在物理上通过USB集线器与主机进行通信，使得主机能够在检测到USB存储器后，继续检测到USB存储器，运行安装程序，安装USB设备的驱动程序；USB设备在主机安装驱动程序后，通过USB集线器与主机进行通信。

本发明在USB复合设备中实现USB设备检测的处理过程包括以下步骤：

步骤21：设置USB复合设备包括USB集线器、USB存储器和具有特定功能的USB设备，在USB存储器中存储USB设备的驱动程序的安装程序。USB设备的驱动程序的安装程序以可执行文件的形式存储于USB存储器的存储介质中，或以*.sys、*.dll、*.inf、*.ko(Linux系统下的驱动程序可执行文件)等格式存储于USB存储器的存储介质中。存储介质可为ROM、EPROM等。

步骤22：USB复合设备插入主机的USB端口后，USB复合设备上电。

具体处理过程包括：USB复合设备插入主机的USB端口，该USB复合设备所接入的集线器向主机报告该事件；主机通过查询集线器来确定变化的原因；主机确定变化的原因是插入了USB复合设备中的USB集线器引起的，向该USB端口发送激活和复位命令；集线器保留发往该USB端口的复位信号，当复位信号释放后，被激活的USB端口向USB复合设备中的USB集线器提供总线电流，此时USB复合设备中的USB集线器就处于上电状态，该USB复合设备中的USB集线器被重新设置，并且能够对缺省地址作出响应；主机通过该缺省地址读取USB复合设备中的该USB集线器设备的描述符，识别出并配置该USB集线器；主机通过该USB集线器确定该USB集线器另一端连接有USB存储器和具有特定功能的USB设备，通过缺省地址访问该多功能USB设备的其他设备，即USB存储器和具有特定功能的USB设备，读取USB存储器和具有特定功能的USB设备的描述符；然后主机分别为USB存储器和具有特定功能的USB设备分配唯一总线地址；主机分别读取USB复合设备中包含的上述USB设备的配置描述符；主机可以向上述USB设备进行配置，此时USB复合设备配置完成，USB存储器和具有特定功能的USB设备可以获得配置所需的总线电流。

步骤23：主机将USB复合设备枚举为USB存储器和USB设备。

具体处理过程为：主机通过描述符将USB复合设备枚举为一个USB存储器和具有特定功能的USB设备，但此时该USB设备的特定功能还不可用。

步骤24：主机运行存储于USB存储器的USB设备的驱动程序的安装程序，安装USB设备的驱动程序。如果该USB存储器中没有USB设备的驱动程序的安装程序，只有驱动程序本身时，用户可以通过硬件设备管理器安装此驱动程序。主机安装了USB设备的驱动程序后，USB设备即可正常使用了，主机就能够对USB设备进行应用了。

具体处理包括：用户通过主机运行Windows Explorer或DOS窗口等程序，选择USB存储器，执行USB存储器中存储的相应USB设备的驱动程序的安装程序；用户也可通过主机的硬件设备管理器运行安装程序，安装USB设备的驱动程序；另外，还可设置USB存储器中存储的USB设备的安装程序在主机检测到该USB存储器时自动运行，安装驱动程序。

图2为本发明实施例一中实现USB网卡复合设备检测的示意图，如图2所示，USB设备为USB网卡复合设备，按照协议栈的层次划分，应用USB复合设备的软件层次结构可包含操作系统(OS)内核层、设备驱动层、总线协议层和USB接入层等从上至下四层。对于USB复合设备中的USB存储器，上述的操作系统内核层、设备驱动层、总线协议层和USB接入层四层分别对应于文件系统、USB存储器驱动、USB主机协议和USB存储器，USB存储器通过该协议栈与主机进行通信；对于USB网卡设备，上述的操作系统内核层、设备驱动层、总线协议层和接口层四层分别对应于为网络协议、网卡设备驱动、USB主机协议和USB网卡设备，主机安装USB网卡设备的驱动程序后，USB网卡设备就通过该协议栈与主机进行通信。USB存储器和USB网卡设备与主机进行通信时，物理上仍然是通过USB集线器与主机进行通信。

图3为本发明实施例二中USB组合设备结构示意图，如图3所示，该USB组合设备包括USB存储器接口和具有特定功能的USB设备接口，其中，USB存储器接口用于存储USB设备的驱动程序的安装程序，并与计算机进行通信；具有特定功能的USB设备接口用于实现USB设备的特定功能，并与计算机进行通信，使得主机能够在检测到USB存储器接口后，运行USB存储器接口中存储的安装程序，安装USB设备的驱动程序；USB设备接口在主机安装驱动程序后，就可直接与主机进行通信了。

本发明在USB组合设备中实现USB设备检测的处理过程包括以下步骤：

步骤31：设置USB组合设备包括USB存储器接口(Interface)和具有特定功能的USB设备接口，在USB存储器接口中存储USB设备的驱动程序的安装程序。USB设备的驱动程序的安装程序以可执行文件的形式存储于USB存储器接口的存储介质中，或以*.sys、*.dll、*.inf、*.ko(Linux系统下的驱动程序可执行文件)等格式存储于USB存储器的存储介质中。存储介质可为ROM、EPROM等。

步骤32：USB组合设备插入主机的USB端口后，USB组合设备上电。

具体处理过程为：USB组合设备插入主机的USB端口，该USB组合设备所接入的集线器向主机报告该事件；主机通过查询集线器来确定变化的原因；主机确定变化的原因是插入了USB组合设备引起的，向该USB端口发送激活和复位命令；集线器保留发往该USB端口的复位信号，当复位信号释放后，被激活的USB端口向USB组合设备提供总线电流，此时USB组合设备处于上电状态，并且可以对缺省地址作出响应；在为USB存储器接口和具有特定功能的USB设备接口统一分配一个唯一总线地址前，主机首先通过缺省地址访问USB组合设备的缺省管道，读取USB组合设备的描述符；然后主机为USB存储器接口和具有特定功能的USB设备接口统一分配唯一总线地址；主机读取USB组合设备的配置描述符；主机可以配置该USB组合设备，此时USB组合设备处于配置完成状态，可以获得配置所需的总线电流。

步骤33：主机将USB组合设备枚举为USB存储器和USB设备。

具体处理过程为：主机通过描述符将USB组合设备分别枚举为一个USB存储器接口和具有特定功能的USB设备接口，但此时该USB设备接口的特定功能还不可用；主机为USB存储器接口和USB设备接口分配了唯一总线地址，这样，主机就可直接与USB存储器接口和USB设备接口进行通信了。

步骤34：主机运行存储于USB存储器接口的USB设备接口的驱动程序的安装程序，安装USB设备的驱动程序。如果该USB存储器接口中没有驱动程序的安装程序，只有驱动程序本身时，用户可以通过硬件设备管理器安装此驱动程序。主机安装了USB设备的驱动程序后，USB设备接口即可正常使用了，主机就能够对USB设备接口进行应用了。

具体处理包括：用户通过主机运行Windows Explorer或DOS窗口等程序，选择USB存储器接口，执行USB存储器接口中存储的相应USB设备接口的驱动程序的安装程序；用户也可通过主机的硬件设备管理器运行安装程序，安装USB设备接口的驱动程序；另外，还可设置USB存储器接口中存储的USB设备接口的安装程序在主机检测到该USB存储器接口时自动运行，安装驱动程序。

图4为本发明中实施例二实现USB网卡组合设备检测的示意图，如图4所示，USB设备为USB网卡设备接口，按照协议栈的层次划分，USB组合设备可包含操作系统(OS)内核层、设备驱动层、总线协议层和USB接入层从上至下四层，而根据USB组合设备中包含的USB存储器接口和USB网卡接口各层又会存在相应不同。对于USB组合设备中的USB存储器接口中的操作系统内核层、设备驱动层、总线协议层和USB接入层四层分别为文件系统、USB存储器驱动、USB主机协议和USB存储器接口，USB存储器接口依照该协议栈与主机进行通信；USB网卡设备接口中的操作系统内核层、设备驱动层、总线协议层和USB接入层四层分别为网络协议、网卡设备驱动、USB主机协议和USB网卡设备接口，主机安装USB网卡的驱动程序后，USB网卡依照该协议栈与主机进行通信。

本发明同样可以应用于通过个人计算机内存卡国际协会(PCMCIA，Personal Computer Memory Card International Association)(CARDBUS)总线或1394总线连接到计算机的外部设备，即可以采用与以上描述方案实现包含设备驱动存储功能的PCMCIA(CARDBUS)多功能设备或1394多功能设备的检测。这样，将实现存储的设备统称为接口存储设备，将具有特定功能的设备统称为接口功能设备，此处的接口功能设备是指具有特定外部总线接口的设备，该设备能够实现特定功能。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims

1、一种实现接口功能设备应用的方法，其特征在于，设置包含接口存储设备和接口功能设备的多功能接口设备，该方法包含以下步骤：

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接口为USB，所述设置包含USB存储设备和USB功能设备的多功能USB设备，包括：设置包括USB集线器、USB存储器和具有特定功能的USB设备的USB复合设备。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤A包括：USB复合设备插入主机的USB端口，该USB复合设备所接入的集线器向主机报告该事件；主机通过查询集线器来确定变化的原因是插入了USB复合设备中的USB集线器引起的，向该USB端口发送激活和复位命令；复位信号释放后，被激活的USB端口向USB复合设备中的USB集线器提供总线电流，该USB复合设备中的USB集线器被重新设置，对缺省地址作出响应；主机通过该缺省地址读取USB复合设备中的USB集线器设备的描述符，识别出并配置该USB集线器，通过缺省地址访问所述多功能USB设备的USB存储器和具有特定功能的USB设备，读取USB存储器和具有特定功能的USB设备的描述符；然后主机分别为USB存储器和具有特定功能的USB设备分配唯一总线地址；主机分别读取USB复合设备中包含的上述USB设备的配置描述符；主机向USB存储器和具有特定功能的USB设备进行配置，提供配置所需的总线电流。

4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤B包括：主机通过描述符将USB复合设备枚举为一个USB存储器和具有特定功能的USB设备。

5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接口为USB，所述设置包含USB存储设备和USB功能设备的USB多功能设备，包括：设置包括USB存储器接口和具有特定功能的USB设备接口的USB组合设备。

6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤A包括：USB组合设备插入主机的USB端口，该USB组合设备所接入的集线器向主机报告该事件；主机通过查询集线器来确定变化的原因是插入了USB组合设备引起的，向该USB端口发送激活和复位命令；复位信号释放后，被激活的USB端口向USB组合设备提供总线电流，对缺省地址作出响应；主机通过缺省地址访问USB组合设备的缺省管道，读取USB组合设备的描述符；然后主机为USB存储器接口和具有特定功能的USB设备接口统一分配唯一总线地址；主机读取USB组合设备的配置描述符；主机配置该USB组合设备，提供配置所需的总线电流。

7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤B包括：主机通过描述符将USB组合设备分别枚举为一个USB存储器接口和具有特定功能的USB设备接口。

8、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤C中所述主机上安装接口存储设备中存储的接口设备的驱动程序的安装程序，包括：

主机运行存储于接口存储设备的接口功能设备的驱动程序的安装程序；或者，

用户通过主机的设备管理器运行安装程序，安装驱动程序；或者，

接口存储设备中存储的接口功能设备的安装程序自动运行，安装驱动程序。

9、根据权利要求1至8任一所述的方法，其特征在于，所述安装程序以可执行文件的形式存储于接口存储设备的存储介质中。

10、一种实现接口功能设备应用的装置，其特征在于，该装置包括：接口存储设备和接口功能设备，其中，

所述接口存储设备用于存储所述接口功能设备的驱动程序的安装程序，在主机检测到该接口存储设备后，运行安装程序，安装接口设备的驱动程序；

所述接口功能设备用于在主机安装驱动程序后，与主机进行通信。

11、根据权利要求10所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括：接口集线器，所述接口存储设备为接口存储器，所述接口功能设备为具有特定功能的接口设备，其中，

所述接口存储器用于存储所述接口设备的驱动程序的安装程序，与所述接口集线器相连，在主机检测到该接口存储器后，运行安装程序，安装接口设备的驱动程序；

所述具有特定功能的接口设备与所述接口集线器相连，在主机安装驱动程序后，通过接口集线器与主机进行通信。

12、根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述接口存储设备为接口存储器接口，所述具有特定功能的接口功能设备为接口设备。

13、根据权利要求10至12任一所述的装置，其特征在于，所述接口为USB接口，或为个人计算机内存卡国际协会PCMCIA总线接口，或为1394总线接口。