一種可自動(dòng)識(shí)別WIN8系統(tǒng)USB設(shè)備的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

隨著微軟WIN8系統(tǒng)的推廣，微軟提出了新的MBIM網(wǎng)卡規(guī)范。因此，對(duì)于現(xiàn)有的無線網(wǎng)卡設(shè)備而言，為了實(shí)現(xiàn)免驅(qū)網(wǎng)卡的效果，就必須在WIN8系統(tǒng)上枚舉 MBIM網(wǎng)卡設(shè)備。但是對(duì)于WIN7及XP系統(tǒng)，由于系統(tǒng)支持的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)卡設(shè)備是RNDIS，所以就需要針對(duì)不同的系統(tǒng)，分別枚舉不同的USB網(wǎng)卡設(shè)備。基于此問題，USB網(wǎng)卡設(shè)備如何正確的識(shí)別WIN8系統(tǒng)就成為一個(gè)急需解決的問題。

如果要想USB設(shè)備能自動(dòng)識(shí)別出當(dāng)前操作系統(tǒng)是否為WIN8系統(tǒng)，就必須找到當(dāng)一個(gè)USB設(shè)備連接到電腦主機(jī)開始枚舉時(shí)，WIN8系統(tǒng)與其他WIN7/XP系統(tǒng)在枚舉消息交互上的區(qū)別。

本文是以在USB設(shè)備側(cè)實(shí)現(xiàn)對(duì)多套USB配置信息的支持，同時(shí)利用微軟定義的MODs消息作為基礎(chǔ)，以實(shí)現(xiàn)USB設(shè)備自動(dòng)識(shí)別WIN8系統(tǒng)的目的。

1 自動(dòng)識(shí)別WIN8系統(tǒng)方法概述

1.1 目前已有的識(shí)別操作系統(tǒng)的方法

1)將USB設(shè)備首先虛擬為一個(gè)光盤設(shè)備，當(dāng)用戶插入該USB時(shí)，需要用戶安裝光盤中的程序，并且同時(shí)在PC上安裝一個(gè)過濾驅(qū)動(dòng)。并且在驅(qū)動(dòng)中預(yù)先實(shí)現(xiàn)和 USB設(shè)備約定的識(shí)別碼，比如WINDOS系統(tǒng)下會(huì)下發(fā)0xa1，WIN7系統(tǒng)下發(fā)0xa2等。該方法的弊端是廠商需提供額外的過濾驅(qū)動(dòng)程序，影響用戶電腦的穩(wěn)定性和用戶體驗(yàn)。

2)利用SCSI指令，在彈出光盤的時(shí)候?qū)τ诓煌牟僮飨到y(tǒng)預(yù)先定義好不同的切換指令，以此達(dá)到識(shí)別操作系統(tǒng)的目的。該方法需要在USB設(shè)備中實(shí)現(xiàn)自帶光盤的功能，對(duì)用戶的使用造成不便。

3)通過微軟擴(kuò)展的MODs在設(shè)備枚舉過程中實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別的目的。該方法目前只能識(shí)別出USB設(shè)備當(dāng)前接人的PC是LINUX核的系統(tǒng)，還是非LINUX核的系統(tǒng)，對(duì)于非LINUX核的系統(tǒng)，無法達(dá)到區(qū)分是WIN8/WIN7的效果。

1.2 通過MODs消息并且多套USB配置識(shí)別WIN8系統(tǒng)方法

利用在USB設(shè)備側(cè)實(shí)現(xiàn)對(duì)多套USB配置信息的支持，當(dāng)USB設(shè)備插入系統(tǒng)進(jìn)行枚舉時(shí)，WIN8系統(tǒng)會(huì)給USB設(shè)備下發(fā)多次MODs消息，但是WIN7/XP系統(tǒng)只下發(fā)一次MODs消息，這樣就判斷出此前接入的操作系統(tǒng)是否為WIN8系統(tǒng)。

2 基于MODs的USB設(shè)備側(cè)程序?qū)崿F(xiàn)

USB設(shè)備側(cè)必須實(shí)現(xiàn)對(duì)多套USB配置的支持和實(shí)現(xiàn)對(duì)MODs請(qǐng)求消息的支持，要根據(jù)具體定義來實(shí)現(xiàn)消息，還要遵循USB2.0規(guī)范中對(duì)相關(guān)消息的定義。

2.1 MODs定義的消息描述

MODs的符號(hào)含義為Microsoft OS Descriptors，用于描述微軟所定義的設(shè)備及其屬性的USB描述消息。操作系統(tǒng)或某一應(yīng)用程序通過查詢USB設(shè)備是否支持MODs消息來識(shí)別此設(shè)備是否支持某個(gè)特性，比如識(shí)別操作系統(tǒng)類型。

1)OS String Descriptor消息組成

2)OS Feature Descriptor消息組成

2.2 支持MODs消息的USB設(shè)備枚舉過程

當(dāng)USB設(shè)備插入WINDOWS系統(tǒng)后：

第一步，主機(jī)首先向設(shè)備發(fā)送獲取設(shè)備信息請(qǐng)求，設(shè)備收到此請(qǐng)求消息后立即給主機(jī)回復(fù)響應(yīng)消息;

第二步，主機(jī)再次給設(shè)備發(fā)送獲取設(shè)備的配置信息請(qǐng)求，設(shè)備收到此請(qǐng)求消息后立即給主機(jī)回復(fù)響應(yīng)消息;

第三步，主機(jī)接著給設(shè)備發(fā)送獲取字符串請(qǐng)求消息，從而以此判定該設(shè)備是否支持MODs功能，設(shè)備收到此消息后，立即給主機(jī)回復(fù)響應(yīng)消息，此消息包含OS String Descri ptor消息，為其支持MODs功能;

第四步，確認(rèn)該設(shè)備支持MODs后，主機(jī)繼續(xù)給設(shè)備下發(fā)獲取設(shè)備支持的具體特性的請(qǐng)求消息(index為bMS_VendorCode字段)，設(shè)備收到該請(qǐng)求后，立即給主機(jī)回復(fù)OS Feature Descriptor消息，告訴其支持的特性。流程圖如圖3。

3 程序?qū)崿F(xiàn)的總體流程

USB設(shè)備插入PC后：

第一步，當(dāng)USB設(shè)備首次插入WINDOWS系統(tǒng)主機(jī)時(shí)，操作系統(tǒng)會(huì)立即下發(fā)一條OS String Descriptor請(qǐng)求消息給設(shè)備，以此來獲取USB設(shè)備的特性描述，同時(shí)記錄USB設(shè)備是否回復(fù)一條合法的OS String Descriptor請(qǐng)求響應(yīng)給主機(jī)。

第二步，操作系統(tǒng)此時(shí)如果獲得OS String Descriptor請(qǐng)求響應(yīng)，馬上會(huì)下發(fā)另一條獲取USB設(shè)備特性描述的請(qǐng)求消息(OS Feature Descriptor)。

第三步，由于USB設(shè)備具有多套USB配置信息，主機(jī)會(huì)對(duì)USB設(shè)備再次重新進(jìn)行枚舉，待第二次枚舉開始后，對(duì)于WIN8系統(tǒng)電腦，主機(jī)會(huì)再次給USB設(shè)備下發(fā)OS String Descrip tor請(qǐng)求，而WIN7/XP則不會(huì)再下發(fā)該消息，至此，經(jīng)過以上三個(gè)步驟，就可以判斷出當(dāng)前接入的主機(jī)操作系統(tǒng)是否是WIN8系統(tǒng)。具體流程見圖4。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，將具備自動(dòng)識(shí)別操作系統(tǒng)功能的USB設(shè)備分別插入WIN7/XP系統(tǒng)和WIN8系統(tǒng)的PC上，其可以自動(dòng)枚舉成不同的USB設(shè)備。

5 結(jié)束語

如果在USB設(shè)備側(cè)預(yù)先實(shí)現(xiàn)多套USB配置信息，并且遵照MBIM協(xié)議和RNDIS分別實(shí)現(xiàn)兩套標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)卡設(shè)備驅(qū)動(dòng)，就能達(dá)到以下目的，當(dāng)設(shè)備插入WIN8系統(tǒng)時(shí)，USB設(shè)備能自動(dòng)識(shí)別出當(dāng)前接入系統(tǒng)為WIN8，從而枚舉為符合MBIM協(xié)議的網(wǎng)卡設(shè)備;當(dāng)設(shè)備連接到WIN7/XP系統(tǒng)時(shí)，USB設(shè)備能自動(dòng)識(shí)別出當(dāng)前接入系統(tǒng)為WIN7/XP，從而枚舉為符合RNDIs協(xié)議的網(wǎng)卡設(shè)備，最終達(dá)到真正免驅(qū)網(wǎng)卡設(shè)備的目的，這有待于進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。