WinCE串口驱动分析

串行通讯接口是目前十分流行的通讯接口之一，串口通讯也已是普遍的标准而被大家广为熟悉。

基本架构

在WinCE中，串口的驱动实现是有固定模型的，其串口模型遵循ISO/OSI网络通讯模型。在典型的应用中，serialAPI与间接通过TAPI或直接与ActiveSync交互，组成CE网络的一部分。其实整个驱动模型是相当复杂的，好在驱动仅仅使用到SerialAPI这一层，在这个层次上串口的行为相对比较简单。在WinCE中，串口驱动模型是作为Stream来实现的（即：流设备驱动），

串口驱动本身分为MDD层和PDD层。

MDD提供框架性的实现，负责提供OS所需的基本实现，它对上层的设备管理器，提供了标准的流设备驱动接口（COM_xxx）；而PDD提供了对硬件操作相应的代码，它实现了HWOBJ结构及结构中若干针对于串口硬件操作的函数指针。

DDSI是指MDD与PDD两个部分之间的接口，这个接口是人为的规定的，在串口驱动中实际上就是指HWOBJ，PDD层会传给MDD层一个HWOBJ的结构指针，这样MDD层就可以调用PDD层的函数来操作串口。在实际的驱动应用中仅仅需要实现HWOBJ相关的一系列函数，而无需从驱动顶层完全开发。

通常的串行连接有3wire和9wire两种。3wire的接线方式下定义了发送、接收和地三根连接。而在9wire中将串行连接定义为如下形式。

这就是在原3wire的基础上增加了DCD、DTR、DSR、RTS、CTS、DELL六个控制线。其中RTS/CTS用于流控制，另外的DCD和DELL则留作连接modem使用。有了专门的硬件流控制引脚也就使得流控制成为可能，以完成收发两端的匹配使得数据可以可靠的传输，即实现了流控制，保障了数据传输的完备性。

其他几个引脚都是与modem相关的，DSR数据装置准备好用于表明MODEM处于可以使用的状态。

函数分析

1、HWOBJ

HWOBJ是相应的硬件设备操作的抽象集合，实现了对串口硬件的操作，并在MDD层被调用。

typedef struct __HWOBJ {

ULONG BindFlags;.

DWORD dwIntID;

PHW_VTBL pFuncTbl;

} HWOBJ, *PHWOBJ;

其中，BandFlags用于控制MDD层指定IST的启动时间，MDD正是通过这些函数来访问具体的PDD操作。

dwInitID是系统的中断号。

pFuncTbl则是指向一个PHW_VTBL结构，该结构中包含一个函数指针列表，这些函数指针指向串口硬件操作函数，用于操作串口。

2、MDD

MDD层向上提供了流设备接口，用于管理串口，由Device.exe直接调用。

? COM_Init (ULONG Identifier)：

它是该驱动的初始化函数，通过硬件抽象接口HWInit初始化硬件。如果驱动被设备管理器加载，参数Identifier包含一个注册表键值在“HKEY_LOCAL_MACHINE\Drivers\Active”的路径下。

? COM_Deinit(void)：

当驱动被称被卸下的时候该事件启动，用作与COM_Init相反的操作。停止在MDD中的所有IST，释放内存资源和临界区等系统资源。

? COM_Open(HANDLE pContext, DWORD AccessCode, DWORD ShareMode)：

COM_Oepn在CreateFile后被调用，用于以读/写模式打开设备，并初始化所需要的空间/资源等，创建相应的实例。Open操作完成后，驱动就进入了工作状态。

? COM_Close(DWORD pContext)：

COM_Close释放COM_Open所使用的系统资源，停止IST线程，恢复驱动状态。

? COM_Read(HANDLE pContext, PUCHAR pTargetBuffer,

ULONG BufferLength, PULONG pBytesRead)：

COM_Read是获取串口所接收到数据的操作，在前面的IST中没有看到对RX buffer进行修改Read标记的操作，也就是这儿来完成的。

? COM_Write(HANDLE pContext, PUCHAR pSourceBytes,

ULONG NumberOfBytes)：

COM_Write是与COM_Read相对应的操作，是写串口数据的。应用程序调用WriteFile函数写串口的时候，该函数被调用。在程序的开始，同样也是参数检查，内容与COM_Read一致。其中pContext参数是COM_Open函数返回的Handle。pSourceBytes指向一个Buffer，该Buffer包含要写入串口的数据。NumberOfBytes表示要写入串口的数据的大小。

? COM_PowerUp/ COM_PowerDown (HANDLE pContext)：

这两个函数的调用都由CE的电源事件来引发，MDD并没有对这两个函数进行处理，仅仅是将其传递给PDD。

? COM_IOControl (DWORD dwOpenData, DWORD dwCode, PBYTE pBufIn, DOWRD dwLenIn, PBYTE pBufOut, DWORD dwLenOut, PDWORD pdwActualOut)：

该函数主要实现了一些串口的IO控制，他会被应用层的一些串口函数调用来获得或者设置串口的状态。

3、PDD

实际上，在PDD层的主要工作就2个：一是控制硬件；二是和上层打好关系。先说上层接口，上层用了GetSerialHead()来获得接口，所以PDD里面要实现GetSerialHead()的函数，并且将接口返回给上层。

GetSerialObject( DWORD DeviceArrayIndex )

{

PHWOBJ pSerObj;

pSerObj=(PHWOBJ)LocalAlloc( LPTR ,sizeof(HWOBJ) );

if ( !pSerObj )

return (NULL);

pSerObj->BindFlags = THREAD_IN_PDD;

pSerObj->dwIntID = DeviceArrayIndex;

pSerObj->pFuncTbl = (HW_VTBL *) & IoVTbl;

return (pSerObj);

}

PDD层的函数主要是实现了对串口硬件的操作，函数不少，可以参考以下列表：

非独占式串口驱动

用过串口进行过开发的兄弟们都知道，串口驱动是一个典型的独占设备。简单点来说，就是在成功地调用CreateFile打开串口之后，没有通过CloseHandle进行关闭，是无论如何都不能再次调用CreateFile来再次打开相同的串口，这样做可以避免产生数据丢失，也避免获取数据的线程是反复读取。

但是现在的嵌入式设备功能都非常多，需要非独占式串口驱动，也就是虚拟串口驱动。它主要是处理数据的分发，可以和具体的硬件分开，优势也很明显，可以不用理会具体的硬件规格，只要采用的是WinCE系统，虚拟串口驱动就能正常工作。

在设计驱动的时候需要注意，同一时间只能有一个进程对外输出数据，其余进程只能在该进程输出完毕之后才能进行。当然，程序不应该主动调用ReadFile来轮询获取数据，而是通过WaitCommEvent进行检测。为了不丢失数据，缓冲大小一定要等于或大于READ_BUFFER_LENGTH。

在写代码的时候需要注意一点，WaitCommEvent函数只能被一个线程调用，同一时间只有唯一的一个线程通过WaitCommEvent函数进入等待状态。因此对于IOCTL_SERIAL_WAIT_ON_MASK控制码的处理，可以通过调用WaitForSingleObject进行线程等待。这时虚拟串口驱动会额外开放一个线程，该线程主要是通过调用WaitCommEvent来获取原生串口的状态，当状态有通知时，再发送event给等待的线程。