CN101867565A - 一种移动宽带设备的通用驱动方法及驱动器 - Google Patents

一种移动宽带设备的通用驱动方法及驱动器 Download PDF

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马少峰
左钊
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Abstract

本发明公开了一种移动宽带设备的通用驱动方法及驱动器，所述方法包括以下步骤：WWAN服务器发送OID业务请求给驱动器；所述驱动器将所述OID业务请求发送给WWAN设备；所述WWAN设备对所述OID业务请求解析后进行响应，并将响应结果发送给所述驱动器，由所述驱动器将所述响应结果发送给所述WWAN服务器。本发明通过把OID业务的解析处理交给WWAN设备来实现，驱动器只具备透传功能，驱动器具备通用性，能够适应不同制式的WWAN设备；删除AT模块，其I/O功能利用已有的读写线程，简化了已有的AT模块中复杂的处理流程，保证设备驱动的稳定性和健壮性。

Description

一种移动宽带设备的通用驱动方法及驱动器
技术领域
本发明涉及移动通讯技术领域，特别是涉及一种移动宽带设备的通用驱动方法及驱动器。
背景技术
当今，宽带互联网已经为人们提供了家庭娱乐，商务办公等固定宽带业务。但人们对在任何地方，任何时间都能提供移动宽带业务的需求越来越大。由于2G网络存在带宽窄的问题，造成移动宽带业务没有大规模的推广。现在，随着3G网络的发展，基于其高带宽的特性，移动宽带业务已能够满足人们出行、移动办公等日常工作和生活服务中的使用要求。
目前，为移动宽带业务提供的WWAN(Wireless Wide Area Network，无线广域网)设备终端通常采用TD-SCDMA(Time Division-Synchronous CodeDivision Multiple Access，时分同步码分多址)、WCDMA(Wideband CodeDivision Multiple Access，宽带码分多址)和CDMA2000(Code Division MultipleAccess 2000，码分多址2000)三种不同制式(标准)。对于呼叫、短信、电话本、数据业务等方面的业务控制，每种制式都为用户提供一套AT(Attention)指令集，和其WWAN设备交互进行业务控制；但这三套AT命令集是不完全一样的。另外，有时候，IHV(Independent hardware vendor独立硬件供应商)设备还可能增加自己独有的AT命令。这样，三套不同的AT命令集，造成目前需要三套不同的设备驱动(驱动器)，使设备驱动缺乏通用性。因为要完成WWAN服务请求和应答，必须对每个WWAN业务的OID(Object Identifier，对象标识符)命令进行解析，映射成一个或者多个相应制式的AT指令，另外，又要实现对一个或者多个AT命令响应数据进行组合，转成符合WWAN服务器的OID响应。而目前OID命令与AT命令之间的相互转化工作是由设备驱动来完成的，这样设备驱动必然会对三种制式做三种不同的处理，也就无法保证设备通用性。
图1是现有设备驱动的驱动方法和系统，为了实现OID业务的处理，在保证WWAN设备不变的情况下，在设备驱动(驱动器)和WWAN设备之间增加一个AT端口来通讯，设备驱动对OID业务请求进行解析，把OID业务分成单个或者多个的AT命令下发，然后同步等待AT数据返回，最后把所收集的数据返回给WWAN服务器。
另外，由于设备驱动器中的AT模块和WWAN设备采用同步通讯方式，处理器需要等待WWAN设备的同步响应，这样就会造成设备驱动处理能力的降低。特别是在并发OID处理时，AT模块的I/O处理有时候会发生阻塞情况。另外，AT模块不仅要处理WWAN设备的响应，而且要及时处理WWAN设备的主动上报，经常出现AT交错问题，另外，还需要及时保证操作系统状态和WWAN设备状态的一致。总之，AT方式的设备驱动系统稳定性差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种移动宽带设备的通用驱动方法及驱动器，用以解决现有技术中设备驱动存在的通用性差、稳定性差的问题。
为解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种移动宽带设备的通用驱动方法，所述方法包括以下步骤：
WWAN服务器发送OID业务请求给驱动器；
所述驱动器将所述OID业务请求发送给WWAN设备；
所述WWAN设备对所述OID业务请求解析后进行响应，并将响应结果发送给所述驱动器，由所述驱动器将所述响应结果发送给所述WWAN服务器。
进一步，所述驱动器和WWAN设备之间的通讯方式为异步通讯。
进一步，所述OID业务请求包括同步OID业务请求和异步OID业务请求。
进一步，当所述OID业务请求为同步OID业务请求时，所述驱动器从其适配器上获取所述OID业务请求所需要的数据，并将该数据发送给所述WWAN服务器。
进一步，当所述OID业务请求为异步OID业务请求时，所述驱动器通过异步通讯的方式将所述OID业务请求发送给WWAN设备。
另一方面，本发明还提供一种移动宽带设备的通用驱动器，所述驱动器包括：
WWAN服务模块，用于接收WWAN服务器发送的OID业务请求，以及将WWAN设备对所述OID业务请求的响应结果发送给所述WWAN服务器；
协议转换模块，用于对接收到的所述OID业务请求进行组包，以及对所述响应结果进行解包；
I/O管理模块，用于所有I/O数据的缓存管理和状态维护，实现所述驱动器和WWAN设备之间的异步通讯。
进一步，所述I/O管理模块还包括：
并发控制子模块，用于协调所述驱动器的并发下发能力和WWAN设备接收能力。
进一步，所述OID业务请求包括同步OID业务请求和异步OID业务请求。
进一步，当所述OID业务请求为同步OID业务请求时，所述驱动器从其适配器上获取所述OID业务请求所需要的数据，并将该数据发送给所述WWAN服务器。
进一步，当所述OID业务请求为异步OID业务请求时，所述驱动器通过异步通讯的方式将所述OID业务请求发送给WWAN设备。
本发明有益效果如下：
本发明通过把OID业务的解析处理交给WWAN设备来实现，驱动器只具备透传功能，驱动器具备通用性，能够适应不同制式的WWAN设备；删除AT模块，其I/O功能利用已有的读写线程，简化了已有的AT模块中复杂的处理流程，保证设备驱动的稳定性和健壮性。
附图说明
图1是现有技术中移动宽带设备驱动器的系统组成示意图；
图2是本发明实施例中一种移动宽带设备的通用驱动方法的流程图；
图3是本发明实施例中一种移动宽带设备的通用驱动方法实现自定义协议数据下传流程示意图；
图4是本发明实施例中一种移动宽带设备的通用驱动方法实现自定义协议数据上传流程示意图；
图5是本发明实施例中一种移动宽带设备的通用驱动器的结构示意图。
具体实施方式
为了解决现有技术中设备驱动存在的通用性差、稳定性差的问题，本发明提供了一种移动宽带设备的通用驱动方法及驱动器，以下结合附图以及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。
本发明的基本思想是：摈弃AT端口传输，利用已有的NDIS(Network DriverInterface Specification，网络驱动接口规范)端口，把OID业务请求传递给WWAN设备，让WWAN设备去解析OID业务请求并将响应结果异步返回。这样，设备驱动(驱动器)就不需要关心OID的解析，只是作为OID业务请求和响应的数据中转器，在WWAN设备和WWAN服务器之间构造了一个虚拟的透传通道。为了实现这样一个虚拟的透传通道，增加协议转换模块来保证设备驱动和WWAN设备之间的通信。另外，设备驱动器和WWAN设备之间有关OID数据业务的通讯方式从同步改为异步，并增加一种自定义的通讯协议协调异步通讯机制，把需要维护的一些数据传递给WWAN设备保存，在响应时同时返回，减少设备驱动代码的耦合度，增加了设备驱动的稳定性和健壮性。
如图2所示，本发明实施例涉及一种移动宽带设备的通用驱动方法，包括以下步骤：
步骤S201，WWAN服务器发送OID业务请求给驱动器。
步骤S202，驱动器将OID业务请求发送给WWAN设备。由于WWAN服务器与驱动器、驱动器与WWAN设备之间的通信协议并不相同，因此，驱动器在接收到OID业务请求数据之后，会对该数据进行组包，组包后的数据符合驱动器与WWAN设备之间的通信协议要求，然后将组包后的数据发送给WWAN设备。
步骤S203，WWAN设备对OID业务请求解析后进行响应，并将响应结果发送给驱动器，由驱动器将响应结果发送给WWAN服务器。WWAN设备对OID业务请求解析，是指WWAN设备根据其采用的标准对OID业务请求进行处理，获取相应的数据，例如，采用TD-SCDMA的WWAN设备，将OID业务请求映射成一个或者多个相应制式的AT指令。WWAN设备对解析后的OID业务请求进行响应，是指将解析后得到的数据进行组合，得到响应结果。例如：采用TD-SCDMA的WWAN设备，根据解析后的AT指令，获取各个AT指令相应的数据，并对一个或者多个AT命令响应数据进行组合，得到响应结果。WWAN设备将响应结果发送给驱动器，由驱动器将其转成符合与WWAN服务器通信要求的OID响应，发给WWAN服务器。本实施例的WWAN设备是指具有对OID业务请求进行解析功能的WWAN设备。
本实施例中，实际上包括数据下传和数据上传两个流程，下面结合图3、图4分别进行详细说明。
如图3所示，本实施例中一种移动宽带设备的通用驱动方法实现自定义协议数据下传流程包括以下步骤：
步骤S301，驱动器接收WWAN服务器发送OID业务请求。
步骤S302，判断接收数据的数据类型，若为OID数据，则转步骤S304，若为IP数据包，则转步骤S303。
步骤S303，对于IP数据包，驱动器只传输，不响应，因此，将IP数据包发送给IP数据过滤模块，然后转步骤S308。
步骤S304，对于OID数据，进一步判断是否为同步OID数据，即判断接收的OID业务请求是同步OID业务请求，还是异步OID业务请求，若为同步OID业务请求，则转步骤S305；若为异步OID业务请求，则转步骤S307。
步骤S305，由于同步OID业务请求所需要的数据通常不具有实时性，比较固定，不变。因此，同步OID业务请求所需要的数据是在设备驱动本地进行维护，可以从适配器维护的内存填入例程返回参数。
步骤S306，在结束例程时，将同步响应OID业务请求的数据同步返回给WWAN服务器，实现WWAN服务器和驱动器之间的状态交互。
步骤S307，对于异步OID业务请求，在异步响应OID业务请求后，由于其所申请的数据需要从WWAN设备中获取，一般不可能在例程结束时返回所需的数据，比如查询网络操作。因此，只是在例程结束时，返回一个消息，而不返回OID业务请求所需的数据，实现WWAN服务器和驱动器之间的状态交互。然后，对异步响应OID业务请求进行自定义协议组包，本实施例的自定义协议组包是指将异步响应OID业务请求转换为符合驱动器与WWAN设备进行通信要求的数据格式。
步骤S308，对异步响应OID业务请求进行自定义协议组包之后，直接传递给I./O管理模块，让其实现异步发送和异步响应。另外，对于接收到IP数据过滤模块发送的IP数据包，I./O管理模块直接将其发送给WWAN设备。
如图4所示，本实施例中一种移动宽带设备的通用驱动方法实现自定义协议数据上传流程包括以下步骤：
步骤S401，WWAN设备对OID业务请求解析后进行响应，并将响应结果发送给驱动器。对于WWAN设备的任何返回(响应结果)，驱动器都需要尽快的读取并处理，所以创建一个单独内核系统线程实现该任务。在读取WWAN设备的OID业务数据时，用内核的系统线程来替代内核的循环读取AT端口，具有及时性的优点。由于系统线程的调度优先级比较高，所以OID业务数据的响应对于WWAN服务器来说也更为及时，这能够更好的实现WWAN设备和WWAN服务器之间的状态维护。
步骤S402，驱动器先通过读线程读取数据，根据数据的状态存入内存内，由I/O管理模块进行统一调度。I/O管理模块为每个I/O数据申请一块内存，组成一个I/O链表进行缓存维护。每一块内存都对应有以下五种状态的一种，I/O管理模块根据各个内存的状态对其进行统一调度，实现异步发送和异步响应。五种状态具体为：
1)空状态，表明链表成员空还没有使用；
2)并发控制状态，表明链表成员被使用，但是还于并发控制子模块调度状态；判断发送的并发数有没有超过设置的并发数；
3)等待USB发送状态，表明链表成员被使用，且被并发控制子模块调度，现等待写线程调度；
4)发送完毕等待响应状态，表明链表成员等待和响应数据进行匹配；
5)匹配完成状态，表明链表成员的数据和响应数据匹配成功。
步骤S403，由于WWAN设备返回的数据有IP返回包，服务控制数据和OID响应数据，对这些不同的数据类型需要进行分类处理。因此，还需要判断WWAN设备的返回数据是否属于OID响应数据，如果是，则转步骤S404，如果否，则转步骤S405。
步骤S404，由于OID响应数据的格式是基于驱动器和WWAN设备进行通信的一种自定义的通讯协议，因此，需要对OID响应数据进行解包处理。此处的自定义的通讯协议是指满足驱动器和WWAN设备进行通信的任何一种协议。
步骤S405，对相应数据进行相应的处理，是指对IP返回包，服务控制数据进行相应的处理，具体为：对于IP返回包，直接上传给WWAN服务器；对于服务控制数据，启动与服务控制数据对应的服务，与WWAN设备进行通信。
步骤S406，解包之后的OID响应数据还需要对主动上报数据和异步响应数据进行分类处理。对异步响应数据，需要判断是否在预先设定的异步响应处理时间范围内，如果在，则将数据组包后发送给WWAN服务器；如果超时，则将内存直接变为空状态。对主动上报数据，WWAN设备按照该自定义协议返回响应结果后，返回信息加上本地网络适配器的指针信息(WWAN服务器的地址信息)就可以满足设备驱动主动向WWAN服务器发送主动请求的所有信息了。设备驱动主动向WWAN服务器发送主动请求，是指WWAN设备有时需要主动向WWAN服务器发送OID数据，而不是响应WWAN服务器发送的OID业务请求，这种情况下，WWAN设备发送OID数据给驱动器，驱动器接收OID数据之后，进行解包，解包后，将接收到的信息加上WWAN服务器的地址信息，进行组包，然后发送给WWAN服务器。
为实现上述驱动方法，本发明还涉及一种移动宽带设备的通用驱动器，如图5所示，所述驱动器包括：
WWAN服务模块501，用于接收WWAN服务器发送的OID业务请求，以及将WWAN设备对OID业务请求的响应结果发送给WWAN服务器；
协议转换模块502，用于对接收到的OID业务请求进行组包，以及对响应结果进行解包；
I/O管理模块503，用于所有I/O数据的缓存管理和状态维护，实现驱动器和WWAN设备之间的异步通讯。
WWAN服务模块501，作为设备驱动器与WWAN服务器之间的I/O接口，负责接收WWAN服务器的服务请求，以及及时向WWAN服务器发送接收到的WWAN设备数据的异步响应，或者主动上报OID数据给WWAN服务器。该模块处理数据有发送的IP包、接收的IP包，同步OID请求、异步OID请求以及WWAN设备返回的数据等等。
NDIS6.2驱动接口为设备驱动中的IP数据和OID业务数据提供了相应的处理例程，但是并没有区分同步OID业务请求和异步OID业务请求，该区分处理由I/O管理模块503实现。
协议转换模块502，用于对WWAN服务器请求中的异步OID业务请求数据的组包和对WWAN设备返回有关异步OID数据返回包的解包。对WWAN服务器请求中的异步OID业务请求数据的组包，是指将异步OID业务请求数据转换成WWAN设备可读的数据格式；对WWAN设备返回有关异步OID数据返回包(响应结果)的解包是指提取WWAN服务器的地址信息，并将异步OID数据返回包转化成WWAN服务器可以读取的数据格式。
OID业务请求数据涉及两部分内容，即：具体的业务请求实体和表明该业务请求的相关信息。一个OID的业务请求实体对应一个OID结构体，用于保存某个具体OID业务的状态和数据。业务请求的相关信息具体有RequestId，RequestHandle等等。RequestId和RequestHandle这些信息表明业务请求实体的数据源地址，在设备驱动收到WWAN设备的返回后，设备驱动主动向WWAN服务器发起一个主动的消息请求时，需要用到上述的相关信息作为主动发起的目的地址。
WWAN设备需要解析和返回数据，只需上述的业务请求实体和简单的OID信息，如OID类型，OID RequestType，就可以实现WWAN设备和设备驱动之间的数据交互。RequestId和RequestHandle也作为通讯协议的一部分下发给WWAN设备进行保存和维护返回。这样在设备驱动中就无需为每个OID业务请求维护任何信息，简化了设备驱动的I/O处理逻辑，减少了代码耦合度。
另外考虑到32位系统和64位系统的兼容性，在自定义协议中，特别规定为指针(WWAN服务器的地址信息)统一申请8字节大小的空间进行数据保存。同时，WWAN设备按照该自定义协议返回响应结果后，返回信息加上本地网络适配器的指针信息(WWAN服务器的地址信息)就可以满足设备驱动主动向WWAN服务器发送主动请求的所有信息了。
I/O管理模块503，用于功能设备驱动中所有I/O数据缓存管理和状态维护。该模块自定义一个有序的结构体(包括OID的业务请求实体对应得OID结构体和指针信息)，或者说是模型，为每个I/O数据申请一块内存，组成一个I/O链表进行缓存维护。在上述的这个自定义结构体中自定义一套状态，并进行相应的状态维护，实现I/O队列中每个成员的有效管理。
对于自定义协议包装的OID数据，其I/O处理完全可以利用已有的读写线程来实现，缓存处理和状态维护可以交给I/O管理模块503。但已有的I/O管理模块在维护下发数据状态时，是按照最大并发能力设计的。为了能够适应各种并发OID处理能力不同的WWAN设备，为此，在该I/O管理模块503内部增加OID并发处理的并发控制子模块5031，用来协调驱动器的并发下发能力和WWAN设备接收能力之间的不同。例如，调驱动器的并发下发能力为30，而WWAN设备接收能力为10，如果驱动器以最大并发能力发送OID数据，就会形成数据阻塞情况。而本实施例中，并发控制子模块5031的相关配置参数在INF(Device IN Formation File)文件中配置。就可以实现驱动器的并发下发能力和WWAN设备接收能力的统一。这样也就不会在需要更改OID并发处理能力时，需要重新编译设备驱动程序。
目前，最大并发能力处理系统，内存内各个数据块的状态包括以下几种状态：
1)空状态，表明链表成员空还没有使用；
2)等待USB发送状态，表明链表成员被使用，等待写线程调度；
3)发送完毕等待响应状态，表明链表成员等待和响应数据进行匹配；
4)匹配完成状态，表明链表成员的数据和响应数据匹配成功。
由于增加了并发能力的控制，因此，需要增加一种状态用于维护，加在上述状态(1)和(2)之间，最后内存内各个数据块的状态有：
1)空状态，表明链表成员空还没有使用；
2)并发控制状态，表明链表成员被使用，但是还处理并发控制子模块调度状态；判断发送的并发数有没有超过设置的并发数。
3)等待USB发送状态，表明链表成员被使用，且被并发控制子模块调度，现等待写线程调度；
4)发送完毕等待响应状态，表明链表成员等待和响应数据进行匹配；
5)匹配完成状态，表明链表成员的数据和响应数据匹配成功。
I/O管理模块503根据内存内各个数据块的状态对其进行调度，例如，对于空状态的数据块，在接收OID数据时，调度使用该数据块；对于并发控制状态的数据块，判断发送的并发数有没有超过设置的并发数，根据设置的并发数调整其状态；对于等待USB发送状态的数据块，在写线程时对其进行调度，发送OID数据；对于发送完毕等待响应状态的数据块，在发送完数据后，将其状态修改为匹配完成状态；对于匹配完成状态的数据块，将其状态修改为空状态。
由上述实施例可以看出，本发明通过把OID业务的解析处理交给WWAN设备来实现，驱动器只具备透传功能，驱动器具备通用性，能够适应不同制式的WWAN设备；删除AT模块，其I/O功能利用已有的读写线程，简化了已有的AT模块中复杂的处理流程，保证设备驱动的稳定性和健壮性；在增加并发能力控制子模块后，通过协调驱动器的并发下发能力和WWAN设备接收能力，可以不用担心WWAN设备的并发接收能力，并且，保证WWAN设备作出的响应或者主动上报及时返回到WWAN服务器上。
尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本发明的范围应当不限于上述实施例。

Claims (10)

1.一种移动宽带设备的通用驱动方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
WWAN服务器发送OID业务请求给驱动器；
所述驱动器将所述OID业务请求发送给WWAN设备；
所述WWAN设备对所述OID业务请求解析后进行响应，并将响应结果发送给所述驱动器，由所述驱动器将所述响应结果发送给所述WWAN服务器。
2.如权利要求1所述的移动宽带设备的通用驱动方法，其特征在于，所述驱动器和WWAN设备之间的通讯方式为异步通讯。
3.如权利要求1所述的移动宽带设备的通用驱动方法，其特征在于，所述OID业务请求包括同步OID业务请求和异步OID业务请求。
4.如权利要求3所述的移动宽带设备的通用驱动方法，其特征在于，当所述OID业务请求为同步OID业务请求时，所述驱动器从其适配器上获取所述OID业务请求所需要的数据，并将该数据发送给所述WWAN服务器。
5.如权利要求3所述的移动宽带设备的通用驱动方法，其特征在于，当所述OID业务请求为异步OID业务请求时，所述驱动器通过异步通讯的方式将所述OID业务请求发送给WWAN设备。
6.一种移动宽带设备的通用驱动器，其特征在于，所述驱动器包括：
WWAN服务模块，用于接收WWAN服务器发送的OID业务请求，以及将WWAN设备对所述OID业务请求的响应结果发送给所述WWAN服务器；
协议转换模块，用于对接收到的所述OID业务请求进行组包，以及对所述响应结果进行解包；
I/O管理模块，用于所有I/O数据的缓存管理和状态维护，实现所述驱动器和WWAN设备之间的异步通讯。
7.如权利要求6所述的移动宽带设备的通用驱动器，其特征在于，所述I/O管理模块还包括：
并发控制子模块，用于协调所述驱动器的并发下发能力和WWAN设备接收能力。
8.如权利要求6所述的移动宽带设备的通用驱动器，其特征在于，所述OID业务请求包括同步OID业务请求和异步OID业务请求。
9.如权利要求8所述的移动宽带设备的通用驱动器，其特征在于，当所述OID业务请求为同步OID业务请求时，所述驱动器从其适配器上获取所述OID业务请求所需要的数据，并将该数据发送给所述WWAN服务器。
10.如权利要求8所述的移动宽带设备的通用驱动器，其特征在于，当所述OID业务请求为异步OID业务请求时，所述驱动器通过异步通讯的方式将所述OID业务请求发送给WWAN设备。
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