Интерфейс USB и программная реализация операций обмена

Министерство науки и образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Лабораторная работа №5

ИНТЕРФЕЙС USB И ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ
ОПЕРАЦИЙ ОБМЕНА

Выполнил:

Студент группы ИБ-208

Петров Т.А.

Проверил:

Доцент

Идрисов Р.В.

Уфа-2020

Цель работы:

Целью работы является знакомство с принципами организации

интерфейса USB и практическое изучение процесса инсталляции USB

устройств класса Communications Device Class (CDC) в ОС Windows, а

также методики программирования операций информационного об-

мена с подобными устройствами.

Посмотрим состав контроллеров USB на компьютере с помощью диспетчера устройств:

[pic 1]

Информация о контроллерах и концентраторах шины USB ПК

Познакомимся с составом драйверов USB:

[pic 2]

Файлы, начинающиеся на USB, в C:\Windows\System32\drivers

Можно также найти файл Usbccgp.sys. Компонента Usbccgp.sys (англ. USB Common Class Generic Parent Driver ) является поставляемым Microsoft драйвером составных USB устройств.

Иногда встречаются названия, которые начинаются не со слова USB, но имеют отношение к драйверам USB, например Human interface device (hid):

[pic 3]

Утверждается, что часть драйверов USB располагаются в каталоге System32. Если задаться целью отыскать в каталоге System32 что-нибудь имеющее отношение к USB, то можно перейти в System32 и набрать в FAR слово USB, при нажатом ALT:

[pic 4]

На рисунке видим, что и здесь немало динамически загружаемых библиотек. На данном этапе складывается впечатление о том, что интерфейс USB настолько сложен, что для его поддержки приходится в системе заводить огромное количество программных компонент. При этом только часть из них что-то понимает в устройствах внешних, а значительная часть посвящена организации кадров, транзакций, пакетов и их корректной передаче.

Проведем следующий эксперимент: скопируем драйвер usbser.sys  в каталог D:\Work313\АСВТ5

[pic 5]

Удалим этот драйвер из каталога D:\Work313\АСВТ5 :

Теперь попробуем удалить этот файл из C:\Windows\System32\drivers:

[pic 6]

На рисунке видно, что ничего не происходит. А для достаточно медленного компьютера , медленно работающего фара видно, что он исчезает и тут же восстанавливается, то есть система считает, что файлы драйверов – это такая важная вещь, которую потерять нельзя, и если потеряли, сразу надо восстановить из архива драйверов в C:\Windows\System32\DriverStore\FileRepository

Теперь попытаемся перейти к экспериментам  уже связанным с использованием диспетчера устройств. Выбираем любое устройство, нажимаем правую кнопку мышки и смотрим свойства:

Если открыть вкладку драйвер, в сведениях будет видно, какие программные компоненты, которые имеются в каталоге  drivers отвечают за поддержку того или иного устройства:

[pic 7]

окно сведений для контроллера

Мы видим, что свойства контроллеров и концентраторов хорошо отображается в диспетчере устройств.

Запустим программу USBDeview.exe с включенной и выключенной опцией 

Options->Display Disconnected Devices.

[pic 8]

опция Options->Display Disconnected Devices включена

На рисунке 9 мы отображаем, какие устройства подключены в данный момент, а на рисунке 10 показываем историю, то, что было подключено неделю назад, месяц назад.

Откроем окно диспетчера устройств (Win+Pause/Break ->Диспетчер устройств) и будем подключать и отключайте доступные USB-устройства,

После подключения USB-флэш-накопителя в списке контроллеров USB появляется Запоминающее устройство для USB: