背景

最近在给一个FPGA板子做上位机界面，上位机与下位机的通信采用USB方案，

驱动采用WinDriver。

但在实际调试过程中，发现WinDriver不同版本之间兼容性差，并且在win10

上表现不佳。实际的数据传输流程如下：

python usb dll(through ctypes) windriver usb device

由于dll文件是在win7机器上编译的，故仅能在win7上使用，在win10机器上出错。

使用python的项目都应该是简洁而优雅地，遂研究了在python操作usb device的两种方式。

驱动无关的调试软件使用bus hound

WinDriver

WinDriver经常与Jungo connectivity联系在一起，安装了WinDriver驱动的usb device在

设备管理器中也显示为Jungo devices。

完整的WinDriver开发流程应该从驱动开始，使用C/C++调用WinDriver提供的库与usb device

通信，将此程序编译为dll供其他程序调用。

将usb device连接上电脑，使用WinDriver给设备安装驱动。

在python中使用ctypes调用上文中的dll，完成调用过程。

PyUsb

pyusb是一个python库，可以方便地使用python操作usb设备。pyusb的数据传输流程如下：

python pyusb pyusb backend usb device

很明显可以看出省略了dll，大大减少了代码量。

具体使用过程：

1. 下载并安装pyusb backend

2. 连接usb device，使用pyusb backend安装驱动，我选择libusb，一般可以正常使用。不行就换其他的。

3. 编写python脚本，可以参考官方教程

缺点：

1. windriver有一个可视化的调试工具，可以单独发送接收数据以确定usb device是否正常，pyusb暂时没有找到。但

找到了一个非官方的基于tk的pywinusb hid调试工具

pyusb demo

我认为官方教程中的操作有些复杂，可以做如下简化：

1. 官方例程中使用get_active_configuration(), usb.util.find_descriptor()找设备描述符，我没有调试出来且繁杂，不如在 dev.set_configuration()之后直接dev.write()，前提是

已经知道设备描述符，这个可以通过一个简单的python脚本查询.

#!/usr/bin/python

# 此代码仅供示例，未测试

# 原始链接 http://www.bubuko.com/infodetail-2281652.html

import sys

import usb.core

# find USB devices

dev = usb.core.find(find_all=True)

# loop through devices, printing vendor and product ids in decimal and hex

for cfg in dev:

sys.stdout.write('Decimal VendorID=' + str(cfg.idVendor) + ' & ProductID=' + str(cfg.idProduct) + '\n')

sys.stdout.write('Hexadecimal VendorID=' + hex(cfg.idVendor) + ' & ProductID=' + hex(cfg.idProduct) + '\n\n')

一个demo代码如下，本代码同时采用了windriver和pyusb的方式。

由于完整运行该代码需要dll库文件、FPGA下位机配合，所以本代码仅供示例，大概率无法复现。

#!/bin/bash

import ctypes

from ctypes import *

# prepared to be called from the same class directory python scripts

import sys

import os

import usb.core

# now our hardware is vid = 0x03fd, pid = 0x0100)

class hardware_usb():

def __init__(self, vid, pid, read_length = 512, backend='libusb'):

'''

vid: vendor id

pid: product id

read_length : buffer length for reading

backend: select one from ['libusb', 'windriver']

'''

self.read_length = read_length

self.backend = backend

if backend == 'libusb':

usb_dev = usb.core.find(idVendor=vid, idProduct=pid)

if usb_dev != None :

usb_dev.set_configuration()

self.read_addr = 0x82

self.write_addr = 0x03

self.dev = usb_dev

self.init_status = True

else:

self.init_status = False

elif backend == 'windriver':

try:

dll = ctypes.cdll.LoadLibrary( "msdev_dll.dll")

except Exception as e :

print("Error occurs when init usb,%s:%s" %(str(e.__class__), str(e.args)))

self.init_status = False

else:

# input : void

# output : int

# assum 0 to be successful

self.init_driver = getattr(dll, '?InitDriver@@YA_NXZ')

# input : PVOID pBuffer, DWORD &dwSize

# output: bool

self._read = getattr(dll, '?Read_USB@@YA_NPAXAAK@Z')

# input : PVOID pBuffer, DWORD dwSize

# output: bool

self._write = getattr(dll, '?Write_USB@@YA_NPAXK@Z')

if 1 == self.init_driver():

self.init_status = True

else:

self.init_status = False

def write(self, data):

'''

Write data to usb

Note that data must bytes type

Return True if success

'''

if self.backend == 'windriver':

# BUG 此处使用c_char_p, 遇到\x00就被截断，可能有bug

buffer = ctypes.c_char_p()

buffer.value = data

leng = ctypes.c_ulong(len(data))

try:

status = self._write(buffer,leng)

except Exception as e :

print("Error occurs when write usb,%s:%s" %(str(e.__class__), str(e.args)))

status = 0

if status == 1:

ret = True

else :

ret = False

elif self.backend == 'libusb':

write_len = self.dev.write(self.write_addr, data)

# Test if data is written

if write_len == len(data):

ret = True

else:

ret = False

return ret

def read(self):

'''

Read data from usb

Note we will return bytes like data

Return None if error occurs

'''

if self.backend == 'windriver':

buffer_class = c_ubyte * 512

buffer = buffer_class()

leng = ctypes.c_ulong()

try :

status = self._read(buffer, ctypes.byref(leng) )

except Exception as e :

print("Error occurs when read from usb,%s:%s" %(str(e.__class__), str(e.args)))

status = 0

if status == 1:

ret = bytes(buffer[:leng.value])

else:

ret = b''

elif self.backend == 'libusb':

try:

ret = self.dev.read(self.read_addr, self.read_length)

ret = bytes(ret)

except Exception as e:

print("Error occurs when read from usb,%s:%s" %(str(e.__class__), str(e.args)))

ret = b''

return ret

if __name__ == "__main__":

usb_ins = hardware_usb(vid=0x03fd, pid=0x0100)

loop_num = 1

# 在测试中发现有一定概率写入出错

while True:

print('============================')

print('Loop num is', loop_num)

print('test write function')

data = b'\x7e\x7f\x00\x66'

try:

write_ret = usb_ins.write(data)

read_ret = usb_ins.read()

except:

print('Error occurs, return')

break

print('write function returns', write_ret)

print('test read function')

print(' read function returns', read_ret)

loop_num = loop_num + 1