CN201444301U - 一种将多种外部设备接口统一为usb接口的装置 - Google Patents

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刘传刚
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Abstract

本实用新型公开了一种将多种外部设备接口统一为USB接口的装置，属于一种接口转换技术，其结构包括操作系统模块、驱动部分，其特征在于包括嵌入式操作系统模块、USB共性驱动部分、多接口协议封装、USB物理接口层；嵌入式操作系统模块连接USB共性驱动部分，USB共性驱动部分连接多接口协议封装，多接口协议封装连接USB物理接口层。本实用新型的一种将多种外部设备接口统一为USB接口的装置和现有技术相比，将多接口统一、简化电路设计、降低了整机功耗。

Description

一种将多种外部设备接口统一为USB接口的装置
技术领域
本实用新型涉及一种接口转换技术，具体地说是一种将多种外部设备接口统一为USB接口的装置。
背景技术
随着微电子技术的发展，嵌入式硬件、软件技术获得了巨大突破，嵌入式设备以其功耗低、尺寸小、结构紧凑、性能可靠、携带方便、较强的环境适应性等特点获得了广泛的使用。但是普通嵌入式设备存在的一些缺点，制约着其在多行业中的应用，比如扩展性差，如要支持各种接口，需要增加相应的控制电路以及驱动程序，进而需要改动主板，浪费人力、物力，影响了产品研发周期，推迟产品上市。同时由于嵌入式操作要保证内核的实时性，代码精简，所包含的多接口设备驱动有限等，这些局限性限制了它们在更多行业的应用。
微软提供的Windows CE驱动程序，有两种类型的结构：分层的驱动程序(LayerDeviceDriver)和不分层的驱动程序(MonolithicDeviceDriver)。分层的驱动程序分为模型设备驱动(ModleDeviceDriver，MDD)的上层和平台相关的驱动程序(PlatformDependentDriver，PDD)的下层；MDD层包含了给定类型的所有的驱动程序公用的代码，而PDD层由特定的给定硬件设备或者平台的代码组成；MDD层调用PDD层的函数来访问硬件平台。
实用新型内容
本实用新型的技术任务是针对以上不足之处，提供一种将多接口统一、简化电路设计、降低了整机功耗的一种将多种外部设备接口统一为USB接口的装置。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：包括操作系统模块、驱动部分，还包括嵌入式操作系统模块、USB共性驱动部分、多接口协议封装、USB物理接口层；嵌入式操作系统模块连接USB共性驱动部分，USB共性驱动部分连接多接口协议封装，多接口协议封装连接USB物理接口层；其中，嵌入式操作系统模块为Windows CE5.0操作系统，USB共性驱动部分包括USBD模块和HCD模块，多接口协议封装包括USB转串口驱动模块、USB转CF卡驱动模块、USB转多USB驱动模块，USB物理接口层包括物理设备和USB接口。
USB物理接口层提供物理接口，通过物理总线一组USB电缆，供多种接口的接入。
本实用新型技术正是利用微软所提供的驱动程序分层结构的思路，将多接口的USB驱动的共性部分统一作为MDD层，由MDD层共性驱动程序链接PDD层，导出DDI函数给操作系统Windows CE5.0，由操作系统完成对多种接口的控制，进而实现多种设备的识别、启用、挂起等操作。只需编写多种设备的PDD层和硬件密切相关部分的驱动程序，由MDD层调用PDD层API函数，实现了多接口的统一；同时预留了钩子函数，以备添加新的设备PDD驱动程序，实现良好的扩展性。
USB共性驱动部分实现了多种设备的USB驱动MDD层的集成，将不同设备的USB驱动共性部分封装成DLL文件，添加到Windows CE5.0操作系统层，由GWES统一管理和加载，完成系统对设备的连接并对这些设备进行配置和通信。当添加新的设备时，无需再次编写MDD层程序，从而实现了多种USB设备的无缝连接，从而做到代码简练，保证嵌入式操作内核实时、精简的特性。
多接口协议封装层由完成不同接口任务的驱动程序模块组成，这些驱动程序模块将MDD层与硬件细节隔离开，彼此独立，完成不同接口通道的任务；当添加新的设备时，只需在多接口协议层添加相应程序代码即可实现多接口的扩展。
USB物理接口层提供物理接口，通过物理总线一组USB电缆，将控制器和外围设备连接起来，供多种接口的接入。
本实用新型的一种将多种外部设备接口统一为USB接口的装置和现有技术相比，具有以下优点：
1、多种接口统一为USB接口，简化了多接口的驱动电路，缩小了嵌入式设备的尺寸，降低了整机的功耗；
2、添加相应的驱动程序，可更好的支持后续新研发设备，有利于模块化；
3、只需添加相应接口的驱动，即可满足多种设备的接入，延缓嵌入式设备升级换代，延长了生命周期；
4、设计合理、结构简单、使用方便；因而，具有很好的推广使用价值。
附图说明
下面结合附图对本实用新型进一步说明。
附图1为一种将多种外部设备接口统一为USB接口的装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
本实用新型的一种将多种外部设备接口统一为USB接口的装置，其结构包括操作系统模块、驱动部分，还包括嵌入式操作系统模块、USB共性驱动部分、多接口协议封装、USB物理接口层；嵌入式操作系统模块连接USB共性驱动部分，USB共性驱动部分连接多接口协议封装，多接口协议封装连接USB物理接口层；其中，嵌入式操作系统模块为Windows CE5.0操作系统，USB共性驱动部分包括USBD模块和HCD模块，多接口协议封装包括USB转串口驱动模块、USB转CF卡驱动模块、USB转多USB驱动模块，USB物理接口层包括物理设备和USB接口。
USB物理接口层提供物理接口，通过物理总线一组USB电缆，供多种接口的接入。
本实用新型的一种将多种外部设备接口统一为USB接口的装置，分析多接口设备的特点，提取多接口设备的USB驱动的共性部分，封装成类库，添加到Windows CE5.0系统，由系统统一调度管理。编写与硬件密切相关部分多接口设备的通信协议封装进USB驱动，两者协同工作，完成Windows CE5.0下多多种设备的控制。通过修改上位机Windows CE5.0的USB多设备驱动程序，使得多种接口的设备接入WINCE5.0系统的上位机时，通过USB枚举过程识别各种外设，进而调用相应的驱动程序，从而完成相应的操作。
基于本实用新型技术研发的嵌入式设备整机尺寸小，结构模块化，接口简单，操作简便，可满足多种需求。
除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (2)

1.一种将多种外部设备接口统一为USB接口的装置，包括操作系统模块、驱动部分，其特征在于包括嵌入式操作系统模块、USB共性驱动部分、多接口协议封装、USB物理接口层；嵌入式操作系统模块连接USB共性驱动部分，USB共性驱动部分连接多接口协议封装，多接口协议封装连接USB物理接口层；其中，嵌入式操作系统模块为Windows CE5.0操作系统，USB共性驱动部分包括USBD模块和HCD模块，多接口协议封装包括USB转串口驱动模块、USB转CF卡驱动模块、USB转多USB驱动模块，USB物理接口层包括物理设备和USB接口。
2.根据权利要求1所述的一种将多种外部设备接口统一为USB接口的装置，其特征在于USB物理接口层提供物理接口，通过物理总线一组USB电缆，供多种接口的接入。
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