[发明专利]一种基于软件模拟的USB硬件虚拟化方法

说明书

本发明公开了一种基于软件模拟的USB硬件虚拟化方法，包括以下步骤：S1、在操作系统启动时自动加载USB主机控制器驱动和配套的应用程序；S2、为配套的应用程序设置必要参数；S3、将USB硬件接入操作系统，通过主机控制驱动自动根据物理设备的信息虚拟出多个USB虚拟设备；S4、通过操作系统识别出多个USB虚拟设备并添加到设备列表。本发明改进了传统的USB设备虚拟化技术，支持一个设备同时虚拟出多个，最高可支持128个功能完全相同的硬件设备，每一个虚拟出的硬件设备可同时独立工作，互不影响。

技术领域

本发明涉及USB硬件虚拟化技术领域，具体涉及一种基于软件模拟的USB硬件虚拟化方法。

背景技术

USB硬件设备虚拟化是解决连接在主机的USB硬件设备在远程的其它系统上使用的一种通用技术。一般的实现方案为通过网络的方式，将USB设备定向到其它系统，如运行在主机的虚拟机系统、主机连接的云终端系统、局域网内其它主机等。现有的实现方案如USBRedirector、USBIP等都已实现通过网络的方式，通过安装在主机与远程主机的程序，将连接在主机的USB设备重定向到远程的系统，在远程操作系统无需做任何特殊配置即可使用重定向的虚拟USB设备。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种基于软件模拟的USB硬件虚拟化方法解决了主机端与虚拟机系统无法同时使用USB设备，一个硬件设备无法同时映射到多个不同的系统的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种基于软件模拟的USB硬件虚拟化方法，包括以下步骤：

S1、在操作系统启动时自动加载USB主机控制器驱动和配套的应用程序；

S2、为配套的应用程序设置必要参数；

S3、将USB硬件接入操作系统，通过主机控制驱动自动根据物理设备的信息虚拟出多个USB虚拟设备；

S4、通过操作系统识别出多个USB虚拟设备并添加到设备列表。

进一步地：所述步骤S2中的必要参数包括：需要虚拟化的硬件设备信息，如PID和VID；需要虚拟的硬件个数；虚拟硬件的硬件设备信息，如PID、VID、物理序列号、名称和描述信息。

进一步地：所述USB虚拟设备的具体使用流程为：

A、通过应用程序根据PID和VID信息枚举USB虚拟设备；

B、根据需要通过应用程序选择一个USB虚拟设备；

C、通过应用程序以使用物理设备的方式使用USB虚拟设备。

进一步地：所述步骤C的具体步骤为：

C1、通过USB虚拟化的主机控制驱动获取应用程序发送的USB请求，将请求路由到物理设备中；

C2、通过物理设备响应该USB请求，并通过主机控制驱动将响应结果写入USB虚拟设备的输出端口；

C3、通过应用程序获取到主机控制驱动提交的响应结果并使用。

进一步地：所述应用程序可将USB虚拟硬件再次提供给USB映射软件，USB映射软件可任意选择一个虚拟设备并映射到其它操作系统，实现同一个USB硬件在多个不同操作系统中使用。

进一步地：对所述USB请求进行细粒度的切片管理与协同，适应简单和复杂的USB硬件，保证多个USB虚拟硬件并发访问时无差错的响应。

进一步地：所述对USB请求进行细粒度的切片管理与协同具体为：

针对无状态机的单次请求，主机控制驱动内部实现请求队列，当响应完成后再执行下一个请求；