ISO13485-2016《医疗器械质量管理体系-用于法规的要求》

ISO13485-2016《医疗器械质量管理体系-用于法规的要求》
ISO13485-2016《医疗器械质量管理体系-用于法规的要求》

INTERNATIONAL ISO

STANDARD 13485

第三版

2016-3-1

医疗器械------

质量管理体系----

用于法规的要求

Dispositifs medicaux-Systemes de management de In qualite-ExIGENCES a des fins reglementaires

目录

目录 (2)

1.范围 (8)

2.规范性引用文件 (8)

3.术语和定义 (8)

3.1 忠告性通知 (8)

3.2 授权代表 (9)

3.3 临床评价 (9)

3.4 抱怨 (9)

3.5 经销商 (9)

3.6 植入性医疗器械 (9)

3.7 进口商 (9)

3.8 标记 (10)

3.9 寿命期 (10)

3.10 制造商 (10)

3.11 医疗器械 (11)

3.12医疗器械族 (11)

3.13 性能评价 (12)

3.14 上市后监督 (12)

3.15 产品过程的结果。 (12)

3.16 采购的产品 (13)

3.17 风险 (13)

3.18 风险管理 (13)

3.19 无菌屏障系统 (13)

4.质量管理体系 (14)

4.1总要求 (14)

4.2文件要求 (15)

4.2.1总则 (15)

4.2.2质量手册 (15)

4.2.3医疗器械文件 (15)

4.2.4文件控制 (16)

4.2.5记录控制 (16)

5管理职责 (17)

5.1管理承诺 (17)

5.2以顾客为关注焦点 (17)

5.3质量方针 (17)

5.4策划 (17)

5.5职责、权限与沟通 (18)

5.5.1职责和权限 (18)

5.5.2管理者代表 (18)

5.5.3内部沟通 (18)

5.6管理评审 (18)

5.6.1总则 (18)

5.6.2评审输入 (19)

5.6.3评审输出 (19)

6资源管理 (20)

6.1资源提供 (20)

6.2人力资源 (20)

6.4工作环境和污染控制 (21)

6.4.1工作环境 (21)

6.4.2污染控制 (21)

7产品实现 (21)

7.1产品实现的策划 (21)

7.2与顾客有关的过程 (22)

7.2.1与产品有关的要求的确定 (22)

7.2.2与产品有关的要求的评审 (22)

7.2.3沟通 (23)

7.3设计和开发 (23)

7.3.1总则 (23)

7.3.2设计和开发策划 (23)

7.3.3设计和开发输入 (23)

7.3.4设计和开发输出 (24)

7.3.5设计和开发评审 (24)

7.3.6设计和开发验证 (24)

7.3.7设计和开发确认 (25)

7.3.8设计和开发转换 (25)

7.3.9设计和开发更改的控制 (25)

7.3.10设计和开发文件 (26)

7.4采购 (26)

7.4.1采购过程 (26)

7.4.2采购信息 (26)

7.4.3采购产品的验证 (27)

7.5.1生产和服务提供的控制 (27)

7.5.2产品的清洁 (27)

7.5.3安装活动 (28)

7.5.4服务活动 (28)

7.5.5无菌医疗器械的专用要求 (28)

7.5.6生产和服务提供过程的确认 (28)

7.5.7灭菌和无菌屏障系统的过程确认的专用要求 (29)

7.5.8标识 (29)

7.5.9可追溯性 (29)

7.5.10顾客财产 (30)

7.5.11产品防护 (30)

7.6监视和测量设备的控制 (30)

8测量、分析和改进 (31)

8.1总则 (31)

8.2监视和测量 (31)

8.2.1反馈 (31)

8.2.2抱怨处理 (31)

8.2.3报告监管机构 (32)

8.2.4内部审核 (32)

8.2.5过程的监视和测量 (33)

8.2.6产品的监视和测量 (33)

8.3不合格品控制 (33)

8.3.1总则 (33)

8.3.2交付前不符合产品的响应措施 (33)

8.3.3交付后不符合产品的响应措施 (34)

8.3.4返工 (34)

8.4数据分析 (34)

8.5改进 (34)

8.5.1总则 (34)

8.5.2纠正措施 (35)

8.5.3预防措施 (35)

医疗器械——质量管理体系——用于法规的要求

1.范围

本标准为需要证实其有能力提供持续满足顾客要求和适用法规要求的医疗器械和相关服务的组织规定了质量管理体系要求。组织可能参与到医疗器械生命周期的一个或多个阶段,包括医疗器械设计和开发、生产、贮存和销售、安装,或医疗器械的服务和设计、开发或提供相关活动(如技术支持)。供方或外部方也能使用本标准以提供包含与质量管理体系相关服务的产品给这些组织。不论组织的类型和规模,除非有明确的规定,本国际标准的要求适用于组织。任何规定适用于“医疗器械”要求之处,这样的要求也同样适用组织所提供的相关服务。对那些本国际标准要求且适用于组织,而不是由组织亲自来实施的过程,组织应当对其负责并以监视、测量、控制该过程的方式在质量管理体系中进行澄清(说明)。如果法规要求允许对设计和开发控制进行删减,则在质量管理体系中删减他们可认为是合理的。这些法规能

够提供另一种安排,这些安排要在质量管理体系中加以说明。组织有责任确保在符合本标准的声明中明确对设计和开发控制的删减。本标准第6、7或8章中任何要求,如果因质量管理体系所涉及的医疗器械的特点而不适用时,组织不需要在其质量管理体系中包含这样的要求。对于任何不适用条款,组织应在4.2.2中记录其合理性。

2.规范性引用文件

下列文件通过全部或部分地被本文件所引用,并且其应用是必需的。凡是注日期的引用文件,仅该引用版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。ISO9000:2015,质量管理体系-基础和术语

3.术语和定义

ISO9000:2015中确立的及下列术语和定义适用于本标准。

3.1 忠告性通知

在医疗器械交付后,由组织发布的通知,旨在下列方面给出补充信息或建议采取的措施:—医疗器械的使用,—医疗器械的改动,—医疗器械返回组织,或—医疗器械的销毁。注1:忠告性通知的发布要符合适用的法规要求。

3.2 授权代表

在一个国家或行政管辖区域范围内,经制造商书面委托并代表制造商履行随后在此国家或行政管辖区域的法律义务的自然人或法人。[来源:GHTF/SG1/N055:2009,5.2]

3.3 临床评价

评定和分析与医疗器械有关的临床数据,当按照制造商的预期使用时,以验证医疗器械的安全和性能。[来源:GHTF/SG5/N4:2010,Clause4]

3.4 抱怨

任何以书面、电讯、口头的形式宣称,已经从组织控制中放行的医疗器械在其特性、质量、耐用性、可靠性、使用性、可用性及性能存在不足的行为或影响医疗器械性能的服务。注1:此处“抱怨”的定义不同于ISO9000:2015所给出的定义。

3.5 经销商

在供应链中亲自参与并促使医疗器械为最终用户所获得的自然人或法人。

注1:在供应链中可能有一个以上的经销商参与进来。

注2:参与到供应链中并代表生产商、进口商或经销商进行贮存和运输的人员,不是该

定义中的经销商。[来源:GHTF/SG1/N055:2009,5.3]

3.6 植入性医疗器械

只能通过内科或外科手段取出来达到下列目的的医疗器械:—全部或部分插入人体或自然腔口中;或—为替代上表皮或眼表面用的,和—并且使其在体内至少存留30天

注1::植入性医疗器械的定义包括有源植入性医疗器械。

3.7 进口商

在医疗器械供应链中排在首位,并且使得在其他国家或管辖区域制造的医疗器械能够在其国家或管辖区域市场上能够获得的自然人或法人。[来源:GHTF/SG1/N055:2009,5.4]

3.8 标记

与医疗器械的标识、技术说明、预期目的和使用说明相关的标签、使用说明和任何其他的信息,但不包含货运文件[来源:GHTF/SG1/N70:2011,第4章]

3.9 寿命期

在医疗器械的生命中,从最初的概念到最终停用和处置的所有阶段。[来源:ISO14971:2007,2.7]

3.10 制造商

以其自身名义使医疗器械可获得投入使用,并对医疗器械的设计和(或)制造负责的自然人或法人;无论该医疗器械是由其设计(或)制造,还是由其他人代表其实施。

注1:

此自然人或法人应确保符合预期销售或可获得医疗器械的国家或管辖区域所有适用法规要求,并对其负有最终的法律责任,除非在其管辖区域任监管机构明确地将该责任施加于其他人。

注2:

制造商的责任在其他GHTF指南文件中有描述,这些责任包括符合上市前要求和上市后要求,例如不良事件报告和纠正措施通告。

注3:

依照上述定义,“设计和(或)制造”可以包括医疗器械规范开发、生产、装配、组装、加工、包装、重新包装、标记、重新标记、灭菌、安装、或重新制造;为实现某一医疗目的,而将一些器械和其他产品组合在一起。

注4:

为单个患者的使用,依照使用说明,对其他人提供的医疗器械进行拼装或改装的(同时,未因拼装或改装改变医疗器械预期用途)任何人,不属于制造商。

注5:

更改或改变医疗器械的预期用途,不是代表原始制造商而是以其自身的名义使得医疗器械可获得使用的任何人,应当被认为是医疗器械改装制造商。

注6:

授权代表、经销商或进口商只将其地址和联系方式内容附加到医疗器械或包装上,但并没有覆盖或改变已有标签,不得认为是制造商。

注7:

在一定程度上,医疗器械附件应遵照医疗器械的法规要求,对其设计和(或)制造负责的人应认为是制造商。[来源:GHTF/SG1/N055:2009,5.1]

3.11 医疗器械

制造商的预期用途是为下列一个或多个特定医疗目的用于人类的,不论单独使用或组合使用的仪器、设备、器具、机器、用具、植入物、体外试剂、软件或其他相似或相关物品。这些目的是:

——疾病的诊断、预防、监护、治疗或者缓解;

——损伤的诊断、监护、治疗、缓解或者补偿;

——解剖或生理过程的研究、替代、调节或者支持;

——支持或维持生命;

——妊振控制;

——医疗器械的消毒;

——通过对取自人体的样本进行体外检查的方式来提供医疗信息;其作用于人体体表或体内的主要设计作用不是用药理学、免疫学或代谢的手段获得,但可能有这些手段参与并起一定辅助作用。

注1:

在有些管辖范围内可认为是医疗器械,而在其他地方不认为是医疗器械的产品包括:——消毒物质;

——残疾人的辅助用品;

——含有动物和(或)人体组织的器械;

——用于体外受精或生育辅助的器械。[来源:GHTF/SG1/N071:2012,5.1]

3.12医疗器械族

由相同组织制造或为其制造,具有相同的与其安全相关的基本设计和性能特性、预期用途和功能的一类医疗器械。

3.13 性能评价

为建立或验证体外诊断医疗器械达到其预期用途所进行的评定和数据分析。

3.14 上市后监督

对已投放市场的医疗器械所获取的经验进行收集和分析的系统过程。

3.15 产品过程的结果。

注1:

有下列四种通用的产品类别;

——服务(如运输);

——软件(如计算机程序、字典);

——硬件(如发动机机械零件);

——流程性材料(如润滑油)。

许多产品由分属于不同产品类别的成分构成,其属性是服务、软件、硬件或流程性材料取决于产品的主导成分。例如:产品“汽车”是由硬件(如轮胎)、流程性材料(如:燃料、冷却液)、软件(如发动机控制软件、驾驶员手册)和服务(如销售人员所做的操作说明)所组成。

注2:

服务通常是无形的,并且是在供方和顾客接触面上需要完成至少一项活动的结果。服务的提供涉及,例如:

——在顾客提供的有形产品(如需要维修的汽车)上所完成的活动;

——在顾客提供的无形产品(如为准备纳税申报单所需的损益表)上所完成的活动;

——无形产品的交付(如知识传授的信息提供);

——为顾客创造氛围(如在宾馆和饭店)。

软件由信息组成,通常是无形产品,并可以方法、报告或程序的形式存在。硬件通常是有形产品,其量具有计数的特性。流程性材料通常是有形产品,其量具有连续的特性。硬件和流程性材料通常被称为货物。

注3:

本标准“产品”定义与IS09001:2015中所给出的定义是不同的。

3.16 采购的产品

由组织质量管理体系之外的外部方提供的产品

注1:

产品的提供不一定推定商业或财务安排。

3.17 风险

损害发生的概率与该损害严重程度的结合。

注1:

本标准“风险”定义与IS09001:2015中所给出的定义是不同的。[来源:ISO14971:2007,2.16] 3.18 风险管理

用于风险分析、评价、控制和监视工作的管理方针、程序及其实践的系统运用。

[来源:ISO14971:2007,2.22]

3.19 无菌屏障系统

防止微生物进入并能使产品在使用地点无菌使用的最小包装。[来源:ISO11607-1:2006,3.22]

3.20 无菌医疗器械

旨在满足无菌要求的医疗器械

注1:

对医疗器械无菌的要求,能按适用的法规或标准执行。

4.质量管理体系

4.1总要求

4.1.1组织应按本国际标准的要求和适用的法规要求,对质量管理体系形成文件并保持其有效性。组织应建立、实施和保持本国际标准或适用法规所要求形成的文件的任何要求、程序、活动或安排。组织应对在适用的法规要求下组织所承担的职能形成文件。

注:组织承担的职能包括生产商、授权代表、进口商或经销商。

4.1.2组织应:

a)确定在所承担职能下质量管理体系所需的过程及其在整个组织的应用;

b)采用基于风险的方法控制质量管理体系所需的适当的过程。

c)确定这些过程的顺序和相互作用。

4.1.3对各质量管理体系过程

组织应:

a)确定为保证这些过程的有效运行和控制所需的准则和方法;

b)确保可以获得必要的资源和信息,以支持这些过程的运作和监视;

c)实施必要的措施,以实现对这些过程策划的结果并保持这些过程的有效性;

d)监视、测量(适用时)和分析这些过程;

e)建立并保持为证实符合本国际标准和适用的法规要求的记录(见4.2.5).

4.1.4组织应按本国际标准和适用的法规要求来管理这些质量管理体系过程。

这些过程的变更应:

a)评价它们对质量管理体系的影响;

b)评价它们对依照本质量管理体系所生产的医疗器械的影响;c)依据本国际标准和适用的法规要求得到控制。

4.1.5当组织选择将任何影响产品符合要求的过程外包时,应监视和确保对这些过程的控制。组织应对符合本国际标准、客户要求及外包过程所适用的法规要求负责。采用的控制应

与所涉及的风险和外部方满足7.4规定要求的能力相一致。控制应包含书面的质量协议。

4.1.6组织应对用于质量管理体系的计算机软件的应用确认的程序形成文件。这类软件应在初次使用前进行确认,适当时,在这类软件的变更后或应用时进行确认。软件确认和再确认有关的特定方法和活动应与软件应用相关的风险相一致。应保持这些活动的记录。(见4.2.5).

4.2文件要求

4.2.1总则

质量管理体系文件(见4.2.4)应包括:

a)形成文件的质量方针和质量目标;

b)质量手册;

c)本国际标准所要求形成文件的程序和记录;

d)组织确定的为确保其过程有效策划、运作和控制所需的文件,包括记录;

e)适用的法规要求规定的其他文件。

4.2.2质量手册

组织应形成文件的质量手册,包括:

a)质量管理体系的范围,包括任何删减的细节与理由;

b)为质量管理体系建立的形成文件的程序或对其引用;

c)质量管理体系过程之间的相互作用的表述。

质量手册应概述质量管理体系中所使用的文件结构。

4.2.3医疗器械文件

对于各类型医疗器械或医疗器械族,组织应建立和保持一个或多个包含或引用用于证明符合本国际标准的要求和适用法规要求的文件。文件的内容应包括,但不限于:

a)医疗器械的总体描述、预期用途/目的和标签,包括任何使用说明;

b)产品规范;

c)生产、包装、贮存、处理和销售的规范或程序;

d)测量和监视的程序;

e)适当时,安装要求;

f)适当时,服务程序。

4.2.4文件控制

质量管理体系所要求的文件应予以控制。记录是一种特殊类型的文件,应依据4.2.5的要求进行控制。应编制形成文件的程序,以规定以下方面所需的控制:

a)文件发布前得到评审和批准,以确保文件是充分的;

b)必要时对文件进行评审与更新,并再次批准;

c)确保文件的更改和现行修订状态得到识别;

d)确保在使用处可获得适用文件的有关版本;

e)确保文件保持清晰、易于识别;

f)确保组织所确定的策划和运行质量管理体系所需的外来文件得到识别,并控制其分发;

g)防止文件退化或遗失;

h)防止作废文件的非预期使用,并对这些文件进行适当的标识。

组织应确保文件的更改得到原审批部门或指定的其他审批部门的评审和批准,该被指定的审批部门应能获取用于作出决定的相关背景资料。组织应至少保存一份作废的文件,并确定其保存期限。这个期限应确保至少在组织所规定的医疗器械寿命期内,可以得到此医疗器械的制造和试验的文件,但不要少于记录(见4.2.5)或相关法规要求所规定的保存期限。

4.2.5记录控制

应保持记录以提供符合要求和质量管理体系有效运行的证据。组织应编制形成文件的程序,以规定记录的标识、贮存、安全和完整性、检索、保存期限和处置所需的控制组织按法规要求规定并实施用以保护记录中健康保密信息的方法。记录应保持清晰、易于识别和检索,记录的变更应保持可识别。组织保存记录的期限应至少为组织所规定的医疗器械的寿命期,但从组织放行产品的日期起不少于2年,或按适用的法规要求规定。

5管理职责

5.1管理承诺

最高管理者应通过以下活动,对其建立、实施质量管理体系并保持其有效性的承诺提供证据:

a)向组织传达满足顾客和法律法规要求的重要性;

b)制定质量方针;

c)确保质量目标的制定;

d)进行管理评审;

e)确保资源的获得。

5.2以顾客为关注焦点

最高管理者应确保顾客要求和适用的法规要求得到确定并予以满足。

5.3质量方针

最高管理者应确保质量方针:a)与组织的宗旨相适应;

b)包括对满足要求和保持质量管理体系有效性的承诺;

c)提供制定和评审质量目标的框架;

d)在组织内得到沟通和理解;

e)在持续适宜性方面得到评审.

5.4策划

5.4.1质量目标

最高管理者应确保在组织的相关职能和层次上建立质量目标,质量目标包括满足适用的法规要求和产品要求所需的内容。质量目标应是可测量的,并与质量方针保持一致。

5.4.2质量管理体系策划

最高管理者应确保:

a)对质量管理体系进行策划,以满足质量目标以及4.1的要求;

b)在对质量管理体系的变更进行策划和实施时,保持质量管理体系的完整性.

5.5职责、权限与沟通

5.5.1职责和权限

最高管理者应确保组织内的职责、权限得到规定、形成文件和沟通。最高管理者应确定

所有从事对质量有影响的管理、执行和验证工作的人员的相互关系,并应确保其完成这些任务所必要的独立性和权限。

5.5.2管理者代表

最高管理者应指定一名管理者,无论该成员在其他方面的职责如何,应具有以下方面的职责和权限:

a)确保质量管理体系所需的过程文件化;

b)向最高管理者报告质量管理体系的有效性和任何改进的需求;

c)确保在整个组织内提高满足适用的法规要求和质量管理体系要求的意识.

5.5.3内部沟通

最高管理者应确保在组织内建立适当的沟通过程,并确保对质量管理体系的有效性进行沟通。

5.6管理评审

5.6.1总则

组织应形成文件的管理评审程序。最高管理者应按已文件化的策划时间间隔评审组织的质量管理体系,以确保其持续的适宜性、充分性和有效性。评审应包括评价质量管理体系改进的机会和变更的需要,包括质量方针和质量目标。应保持管理评审的记录(见4.2.5)。

5.6.2评审输入

管理评审的输入应包括,但不限于以下来源的信息:

a)反馈;

b)抱怨处理;

c)向监管机构的报告;

d)审核;

e)过程的监视和测量;

f)产品的监视和测量;

g)纠正措施;

h)预防措施;

i)以往管理评审的跟踪措施;

j)影响质量管理体系的变更;

k)改进的建议;

l)适用的新的或修订的法规要求。

5.6.3评审输出

管理评审的输出应形成记录(见 4.2.5),包括以下方面有关的输入评审和任何的决定和措施:a)保持质量管理体系及其过程适宜性、充分性和有效性所需的改进;

b)与顾客要求有关的产品的改进;

c)为响应适用的新的或修订的法规要求所需的变更;

d)资源需求。

6资源管理

6.1资源提供

组织应确定并提供以下方面所需的资源:

a)实施质量管理体系并保持其有效;

b)满足适用的法规和顾客要求。

6.2人力资源

基于适当的教育、培训,技能和经验,从事影响产品质量工作的人员应是能够胜任的。组织应对建立人员能力、提供所需的培训和保证人员意识的过程形成文件。组织应:

a)确定从事影响产品质量工作的人员所必要的能力;

b)提供培训或采取其他措施以达到或保持必要的能力;

c)评价所采取措施的有效性;

d)确保员工认识到所从事活动的相关性和重要性,以及如何为实现质量目标作出贡献;

e)保持教育、培训、技能和经验的适当记录(见4.2.5)。

注:用于检查有效性的方法与培训或提供其他措施的相关的风险相一致。

6.3基础设施

组织应为达到产品要求的符合性、防止产品混淆和保证产品的有序处理所需的基础设施的要求形成文件。适当时,基础设施包括:

a)建筑物、工作场所和相关的设施;

b)过程设备(硬件和软件);

c)支持性服务(如运输、通讯或信息系统)。

当这些维护或缺少这样的维护活动能影响产品质量时,组织应将维护活动的要求形成文件,包括维护活动的频率。适当时,这些要求应适用于在生产、工作环境的控制和监视和测量中所采用的设备。应保持此类维护记录(见4.2.5).

6.4工作环境和污染控制

6.4.1工作环境

组织应对工作环境的要求形成文件,以达到产品要求的符合性。

如果工作环境的条件能对产品质量有负面影响,组织应使工作环境和监视/控制工作环境的要求形成文件。组织应:

a)若人员与产品或工作环境的接触会对医疗器械的安全或性能有影响,则形成人员健康、清洁和服装的要求文件;

b)确保所有要在特殊环境条件下临时工作的人员是胜任的或在胜任的人员监督下工作。

注:进一步信息见ISO14644和ISO14698。

6.4.2污染控制

适当时,为了防止对其他产品、工作环境或人员的污染,组织应策划并为已污染或潜在污染产品的控制安排形成文件。对于无菌医疗器械,组织应对微生物或微粒物的控制要求形成文件,并保持装配或包装过程所要求的清洁度。

7产品实现

7.1产品实现的策划

组织应策划和开发产品所需的过程,产品实现的策划应与质量管理体系的其他过程的要

求一致。在产品的实现过程中,组织应对风险管理的一个或多个过程形成文件。应保持风险管理活动的记录(见4.2.5)。在对产品实现进行策划时,组织应确定以下方面的适当内容:

a)产品的质量目标和要求;

b)建立过程和文件(见4.2.4)的需求,以及为特定的产品提供资源(包括基础设施和工作环境)的需求;

c)特定的产品所要求的验证、确认、监视、测量、检验和试验、处理、贮存、销售和追溯活动,以及产品接收准则;

d)为实现过程及其产品满足要求提供证据所需的记录(见4.2.5).策划的输出应以适合于组织的运作方式形成文件。

注:进一步信息见ISO14971。

7.2与顾客有关的过程

7.2.1与产品有关的要求的确定

组织应确定:

a)顾客规定的要求,包括对交付及交付后活动的要求;

b)顾客虽然没有明示,但规定的或已知的预期用途所必需的要求;

c)与产品有关的适用的法规要求;

d)任何为保证医疗器械规定的性能和安全使用所需的用户培训;

e)组织确定的任何附加要求。

7.2.2与产品有关的要求的评审

组织评审与产品有关的要求。评审应在组织向顾客作出提供产品的承诺之前进行(如:提交标书、接受合同或订单及接受合同或订单的更改),并应确保:

a)产品要求得到规定并形成文件;

b)与以前表述不一致的合同或订单的要求已予解决;

c)满足适用的法规要求;

d)任何依据7.2.1识别的用户培训是可获得的或预期可获得的;

e)组织有能力满足规定的要求。

评审结果及评审所形成的措施的记录应予保持(见4.2.5)。若顾客提供的要求没有形成文件,组织在接受顾客要求前应对顾客要求进行确认。若产品要求发生变更,组织应确保相关文件得到修改,并确保相关人员知道已变更的要求。

7.2.3沟通

组织应策划以下与顾客沟通有关的安排并形成文件:

a)产品信息;

b)问询、合同或订单处理,包括对其修改;

c)顾客反馈,包括顾客抱怨;

d)忠告性通知。组织应依据适用的法规要求与监管机构进行沟通。

7.3设计和开发

7.3.1总则

组织应对设计和开发的程序形成文件。

7.3.2设计和开发策划

组织应策划和控制产品的设计和开发。适当时,随着设计和开发的进展,应保持和更新设计和开发计划文件。设计和开发策划过程中,组织应对以下形成文件:

a)设计和开发阶段;

b)每个设计和开发阶段所需要的评审;

c)适用于每个设计和开发阶段的验证、确认和设计转换活动;

d)设计和开发的职责和权限;

e)为确保设计和开发输出到设计和开发输入可追溯性的方法;f)包括必要的人员能力在内的所需资源。

7.3.3设计和开发输入

应确定与产品要求有关的输入并保持记录(见4.2.5),这些输入应包括:

a)依据预期用途,功能、性能、可用性和安全要求;

b)适用的法规要求和标准;

虚拟声卡驱动程序VirtualAudioCable使用方法

一:安装软件 点击 选择是(Y) 选择I accept 选择Install 安装成功,点击“确定”按钮即完成安装。 二、软件的设置 点击桌面开始按钮所有程序---Virtual Audio Cable —Control panel 进入软件初始化 设置。 在Cables 中选择1(即首次设置一个虚拟通道),点击旁边的Set 按钮生成通道Cable1. 在参数设置区将Line 、Mic (可选可不选)、S/PDIF (可选可不选)三个选项后面的方框打钩,选中之后点击参数设置区内的设置按钮Set ,即完成了,对虚拟声卡通道1 的设置。 鼠标右键点击桌面右下角的喇叭------ 调整音频属性---- < 或者点击开始—控制面板--- 声音、 语音和音频设备--- 声音和音频设备>弹出: 选择语音 此时语音部分的设置为原系统默认的设备,保持不变。 选择音频: 改变声音播放、录音的选项内容:

如上图将声音播放、录音的默认设备全部改为Virtual Cable 1 。点击应用--- 确定即可。 三、打开录音机录音--- 录制电脑里播放出来的音频(不包含麦克风 里的声音) - 即“内录” 开始--- 所有程序—附件--- 娱乐--- 录音机 点击确定即可开始录音(注:此时可在电脑中打开相应的音频文件,开始录音) 此时音频波段显示有声音输入,但是电脑的耳机听不到正在播放的音频文件(属正常现象)。若想同时听到音频文件的内容点击桌面开始按钮所有程序---Virtual Audio Cable —Audio Repeater 。 修改为 点击Start 即可听到正在录制的音频文件。此时的录音即是通过虚拟声卡通道录制电脑里的声音的。 四、同时录电脑里播放的声音和麦克风收集的外部声音----- 即混录 <通过这种方法解决现有笔记本无“立体声混音”或“波形音”选项的问题> 在《三打开录音机录音--- 录制电脑里播放出来的音频(不包含麦克风里的声音)------------ 即“内录”》的同时,在打开一个irtual Audio Cable —Audio Repeater 窗口将其设置为: 即将外部麦克风收集的声音转移到虚拟声卡通道Cable1 中,同电脑里播放的声音一起被录音软件收录为音频文件。

编译hello设备驱动程序详细过程

编译hello world设备驱动程序详细过程 1、安装与你的开发板相同的内核版本的虚拟机,我的板子内核是2.6.8.1,虚拟机是2.6.9, 一般是虚拟机的内核只能比板子内核新,不能旧 #uanme –a [1](在任何目录下,输入此命令,查看虚拟机的内核版本,我的内核版本是2.6.9) 2、在虚拟机上设置共享目录,我的共享目录在linux下的/mnt/hgfs/share [2]share是自己命名的,我的物理机上,即Windows下的目录是G:/share, 3、在Windows下,把开发板的的交叉开发工具链[3],内核源码包[4],复制到物理机的共享目录下[5] 即Windows下的目录是G:/share, 4、#cp /mnt/hgfs/share/cross-3.3.2.tar.bz2 /usr/local/arm [6] 在Linux下,把交叉工具链,复制到/usr/local/arm目录下 5、#cd /usr/local/arm 6、#tar jxvf cross-3.3.2.tar.bz2 [7] 并在当前目录/usr/local/arm下解压它cross-2.95.3.tar.bz2和gec2410-linux-2.6.8.tar.bz2也是用同样的命令去解压 7、#export PATH=/usr/local/arm/3.3.2/bin:$PATH [8] 安装交叉工具链,在需要使用交叉编译时,只要在终端输入如下命令 #export PATH=/usr/local/arm/版本/bin:$PATH 即可,在需要更改不同版本的工具链时,重新启动一个终端,然后再一次输入上面的命令即可,使用哪个版本的交叉工具链,视你要编译的内核版本决定,编译2.4版本的内核,则用2.95.3版本的交叉工具链,而2.6版本内核的,则要用3.3.2版本的交叉工具链。 8、#cp gec2410-linux-2.6.8.tar.bz2 /root [9]把内核拷贝到/root目录下, 9、#cd /root 10、#tar gec2410-linux-2.6.8.tar.bz2 [10] 在/root解压开发板的内核源码压缩包gec2410-linux-2.6.8.tar.bz2,得到gec2410-linux-2.6.8.1文件夹 11、#cd /root/ gec2410-linux-2.6.8.1 12、#cp gec2410.cfg .config [11] gec2410.cfg文件是广嵌开发板提供的默认内核配置文件,在这里首先把内核配置成默认配置,然后在此基础上用make menuconfig进一步配置,但在这里,不进行进一步的配置,对于内核配置,还需要看更多的知识,在这里先存疑。 13、#make [12]在内核源代码的根目录gec2410-linux-2.6.8.1下用make命令编译内核,注意,先安装交叉工具链,再编译内核,因为这里编译的hello.ko驱动模块最终是下载到开发板上运行的,而不是在虚拟机的Linux系统运行的,如果是为了在虚拟机的Linux系统运行的,则不用安装交叉编译工具链arm-linux-gcc,而直接用gcc,用命令#arm-linux-gcc –v 可以查看当前已经安装的交叉编译工具链的版本。这里编译内核不是为了得到内核的映象文件zImage(虽然会得到内核的映象文件zImage),而是为了得到编译hello.o模块需要相关联,相依赖(depends on)的模块。 14、#cd /root 12、#mkdir hello [13]在/root目录下建立hello文件夹, 13、#cd hel 14 、#vi hello.c [12]编辑hello.c文件,内容是《Linux设备驱动程序》第三版22页的hello world程序。 15、#vi Makefile [13]在hello文件夹下编辑Makefile文件, 16、obj-m := module.o [14] 这是Makefile的内容,为obj-m := module.omodule.o视你编辑的.c文件而定,这里则要写成hello.o,写完后,保存退出。 17、cd /root/hello

虚拟设备驱动程序的设计与实现

虚拟设备驱动程序的设计与实现 由于Windows对系统底层操作采取了屏蔽的策略,因而对用户而言,系统变得 更为安全,但这却给众多的硬件或者系统软件开发人员带来了不小的困难,因为只要应用中涉及到底层的操作,开发人员就不得不深入到Windows的内核去编写属 于系统级的虚拟设备驱动程序。Win 98与Win 95设备驱动程序的机理不尽相同,Win 98不仅支持与Windows NT 5.0兼容的WDM(Win32 Driver Mode)模式驱动程序 ,而且还支持与Win 95兼容的虚拟设备驱动程序VxD(Virtual Device Driver)。下面介绍了基于Windows 9x平台的虚拟环境、虚拟设备驱动程序VxD的基本原理和 设计方法,并结合开发工具VToolsD给出了一个为可视电话音频卡配套的虚拟设备 驱动程序VxD的设计实例。 1.Windows 9x的虚拟环境 Windows 9x作为一个完整的32位多任务操作系统,它不像Window 3.x那样依 赖于MS-DOS,但为了保证软件的兼容性,Windows 9x除了支持Win16应用程序和 Win32应用程序之外,还得支持MS-DOS应用程序的运行。Windows 9x是通过虚拟机 VM(Virtual Machine)环境来确保其兼容和多任务特性的。 所谓Windows虚拟机(通常简称为Windows VM)就是指执行应用程序的虚拟环 境,它包括MS-DOS VM和System VM两种虚拟机环境。在每一个MS-DOS VM中都只运 行一个MS-DOS进程,而System VM能为所有的Windows应用程序和动态链接库DLL(Dynamic Link Libraries)提供运行环境。每个虚拟机都有独立的地址空间、寄存器状态、堆栈、局部描述符表、中断表状态和执行优先权。虽然Win16、Win32应用程序都运行在System VM环境下,但Win16应用程序共享同一地址空间, 而Win32应用程序却有自己独立的地址空间。 在编写应用程序时,编程人员经常忽略虚拟环境和实环境之间的差异,一般认为虚拟环境也就是实环境。但是,在编写虚拟设备驱动程序VxD时却不能这样做 ,因为VxD的工作是向应用程序代码提供一个与硬件接口的环境,为每一个客户虚 拟机管理虚设备的状态,透明地仲裁多个应用程序,同时对底层硬件进行访问。这就是所谓虚拟化的概念。 VxD在虚拟机管理器VMM(Virtual Machine Manager)的监控下运行,而VMM 实 际上是一个特殊的VxD。VMM执行与系统资源有关的工作,提供虚拟机环境(能产

《设备驱动程序开发技术》大作业

《设备驱动程序开发技术》 大作业 WDM驱动程序的开发流程和要点班级:计算机科学与技术1004

摘要 DWDM(Windows Driver Model)是Microsoft公司推出的一种符合Windows2k/XP下的内核模式驱动程序的分层体系结构的驱动程序模式。它源于 Windows NT的分层32位设备驱动程序模型,它支持更多的特性,如即插即用( PnP ,Plug and Play )、电源管理( PM ,Power Management )、Windows管理诊断( WMI ,Windows Management Instrumentation )和 NT 事件。它为Windows操作系统的设备驱动程序提供了统一的框架,在Windows平台上,WDM将成为主流的驱动模式。WDM是Windows98和Windows2000使用的新的驱动程序设计规范。使用WDM使得硬件驱动程序更加稳定,让操作系统对硬件更加有效地控制硬件。除了定义一个驱动程序与操作系统连接的标准接口以外,WDM也指明了驱动程序应该采用的更加模块化的设计。 关键词: WDM、驱动程序、操作系统

1 概述 WDM(Windows Driver Model)是Microsoft公司推出的一种符合Windows2k/XP下的内核模式驱动程序的分层体系结构的驱动程序模式。相对于以前的KDM、VXD来说,它的性能更高、系统之间移植更加方便。随着Microsoft的操作系统的不断升级,WDM已逐步取代了KDM、VXD,成为了Microsoft系统下驱动程序开发的主流。 WDM是通过一个128位的全局唯一标识符(GUID)实现驱动程序的识别。应用程序与WDM 驱动程序通信时,应用程序将每个用户请求形成I/O请求包(IRP)发送到驱动程序。驱动程序识别出IRP请求后指挥硬件执行相应操作。 2 WDM驱动模型 WDM模型为存在于Windows 98和Windows 2000操作系统中的设备驱动程序提供了一个参考框架。尽管对于最终用户来说这两个操作系统非常相似,但它们的内部工作却有很大不同。 Windows 2000概述 图1是以我的视点所看到的Windows 2000操作系统,该图着重了驱动程序开发者所关心的特征。软件要么执行在用户模式中,要么执行在内核模式中。当用户模式程序需要读取设备数据时,它就调用Win32 API函数,如ReadFile。Win32子系统模块(如KERNEL32.DLL)通过调用平台相关的系统服务接口实现该API,而平台相关的系统服务将调用内核模式支持例程。在ReadFile调用中,调用首先到达系统DLL(NTDLL.DLL)中的一个入口点,NtReadFile 函数。然后这个用户模式的NtReadFile函数接着调用系统服务接口,最后由系统服务接口调用内核模式中的服务例程,该例程同样名为NtReadFile。

虚拟块设备驱动程序设计与分析

如果只是为了应付考试,这个文档就太啰嗦了,不用看,不过还是可以帮助记忆,考试只会考其中加粗字体的几个函数中的一个,至于是哪个我不能断定,因此要记的还是比较多的,要是能理解就更好了,结合课本和下面的解释应该能大体上弄明白这个虚拟块设备驱动的 实现过程,毕竟设备驱动是内核的一部分,光看下面的解释也是还是很头晕的,不过坚持看下去还是有收获的,我也差不多花了半天时间,不过,要是打算……的话就可以直接跳过了。 #define MAJOR_NR 70 //我们创造的虚拟块设备的主设备号 #define DEVICE_NAME “bdemo”//我们创造的虚拟块设备的名字,当设备加载成功后可用lsmod命令查看到该设备模块名 #define blkdemo_devs 2 //虚拟块设备的个数 #define blkdemo_rahead 2 //读取块设备时预读的扇区个数 #define blkdemo_size 4 //每个虚拟块设备的大小,单位为KB #define blkdemo_blksize 1024 //设备每个数据块的大小,即block,单位为字节 #define blkdemo_hardsect 512 //设备每个扇区的大小,单位为字节 struct blkdemo_device { // 这里定义了我们将要创造的虚拟块设备的数据结构 int size; // 用来记录真实块设备的容量,即下面data指针所指向数据存储区的大小 int use_cnt; // 用来记录正在使用该块设备的程序的个数 int hardsect; // 用来保存该块设备每个扇区的大小,单位为字节,即设备的使用计数 u8 *data; // 该指针所指向的内存区域就是该块设备真正用来存储数据的区域,在该设备还未被加载函数初始化时,该指针为// 空,即系统还没有为该设备分配内存区域。 }; static int blkdemo_sizes[blkdemo_devs]; //用来保存我们创建的所有虚拟块设备的大小,单位为KB static int blkdemo_blksizes[blkdemo_devs]; //用来保存我们创建的所有虚拟块设备中每个数据块的大小,单位为字节static int blkdemo_hardsects[blkdemo_devs];//用来保存我们创建的所有虚拟块设备中每个扇区的大小,单位为字节 //上面的这三个数组将会在我们加载这些设备时被注册到内核的数据结构中(即让内核中与之相关的一些指针指向它们,让内核能够读取我们所创建的设备的一些重要信息 //对于一个新的设备,内核肯定不知道他为何物,要想让内核识别我们自己创造的设备,则必须将该设备的一些信息、使用这个设备的方//法等告诉内核,由于内核早已编译成型,至于如何去告诉内核就早已模式化。内核中有几个指针数组(书本page81)专门用来完成上面的部分任务: // blk_size[]; // blksize_size[]; // hardsect_size[]; // read_ahead[]; //这几个数组都为每一个主设备号留有一个位置,对于2.4的内核,主设备号和次设备号均用8位二进制来表示(即短整型的高八位和//低八位),因此这几个数组都包含有256个元素,每个元素都是与主设备号对应的一个指针,如果主设备号所对应的设备不存在,则该//指针置为空(NULL),其实其中很多指针都为空,因为一般电脑上都没有那么多不同类型的块设备,当然,对于我们所创造的这个块设//备而言,它与系统中所存在的其他块设备的类型都不同,要为其确定一个主设备号,这个没什么硬性的规定,只要找一个没被使用的主//设备号就可以了,这个程序中使用的是70(前面的MOJOR_NR宏)。上面我们定义了保存有虚拟块设备信息的数组,现在只要将他们的//首地址赋给这几个数组中下标70(主设备号)所对应的指针元素即可。这一过程是在后面的加载函数中完成的。 static int blksize = blkdemo_blksize; struct blkdemo_device blkdemo_dev[blkdemo_devs];//这里才真正创建了我们虚拟块设备对应的结构体变量(一个全局数组),//每个元素为对应一个虚拟块设备 虚拟块设备的打开函数(open()): int blkdemo_open(struct inode *inode, strcut file *filp) { //设备文件对应的节点(inode)结构中包含有对应的设备号 int num; num = DEVICE_NR(inode->i_rdev);//用DEVICE_NR宏可求出该节点所对应设备的次设备号,所以num即为次设备号if (!blkdemo_dev[num].use_cnt) { //如果该设备的使用计数为0,则说该设备没有被任何程序使用,当虚拟块设备没有被//任何程序使用时,内核先前为该设备所分配的存储区很可能已经被释放掉了,甚至对于可移动设备而言,有可能该设备都被拔掉了(当//然,我们的虚拟块设备是不可能的),因此,在打开该设备时要进行严格的检查,不然会导致设备打开出错而造成系统崩溃。 check_disk_change(inode->i_rdev);//首先检查该块设备是否发生了变化,比如已经被移除了(该设备不可能,所以//此处没有用if来判断,只是形式的调用了一下该函数。 if (!blkdemo_dev[num].data)//然后判断该设备的数据存储区域是否已经被释放掉了 return –ENOMEM; //如果是,则返回,告知系统该设备无法打开,-ENOMEM是一个内核中定义的宏,它代表的意思是//“error,no memory”。 }//如果上述情况均未发生,一切正常,则打开设备,对于这个虚拟的块设备,其实没有什么好打开的,不过还是意思一下:blkdemo_dev[num].use_cnt++; //将设备的使用计数加1,表示又多了个程序使用该设备。 MOD_INC_USE_COUNT; //并且将内核所管理的模块使用计数也加1,好让内核也知道多了一个程序使用该虚拟设备模块。模块使//用计数是内核管理模块时要用的,只有当一个设备的模块使用计数为0时才能卸载该模块,这个值也可以通过lsmod命令查看到return(0);//返回0,表示设备已成功打开 } 虚拟块设备的释放函数(release()): int blkdemo_release(struct inode *inode, struct file *filp) {//释放并不代表将此设备从内核中移除了,他是对调用它的程序而言的,只表示这个程序不再使用该设备了int num;

Linux设备驱动程序的概念、作用以及模块

Linux设备驱动程序的概念、作用以及模块 我们首先对linux系统整个框架要有个了解。Linux简化了分段机制,使得虚拟地址与线性地址总是一致,因此,Linux的虚拟地址空间也为0~4G。 Linux 内核将这4G字节的空间分为两部分,分别是用户空间(0~3G)和内核空间(3G~4G)。其中,用户空间存放的是应用程序,而内核空间存放的是内核,设备驱动和硬件。 为什么需要存在设备驱动呢?我们知道,内核是操作系统基本的部分,而操作系统是不能够直接控制硬件的,这样我们就需要设备驱动作为操作系统和硬件设备间的粘合剂,相当于一个中间人吧,负责上下两边的沟通。驱动负责将操作系统的请求传输,转化为特定物理设备控制器能够理解的命令。 这样我们就知道,驱动需要完成两大功能: 1、为linux内核提供调用接口。 2、控制硬件。因为寄存器是控制硬件的操作,所以驱动程序控制硬件,也就是要通过读写硬件寄存器达到控制硬件的目的。 内核是为应用程序服务的,其本质其实是函数的集合,内核要实现的功能我们可以分为两部门:基本功能和扩展功能。其中,基本功能包括进程管理,线程管理等等,而扩展功能,可以根据用户的需求自行添加。 下面我们就来探讨一下怎样向内核添加一项功能呢? 1、我们首先想到,肯定需要写一个功能函数,假如我们命名为fun.c,那么函数写好后,必须要和linux源码一起编译,生成zImage内核镜像文件。 2、重新编译内核。 这样就得到了新的内核,这种添加的方式我们称为静态添加。大家发现,每次修改一次fun.c,都要重新编译一次内核,灰常的麻烦,所以引进了内核模块机制,只需要加载或卸载模块,就可以动态的增加或者删除内核的功能,不用每次都重新编译,是不是很方便?那么接下来我们会想到,这个模块怎么就能和内核连接在一起呢?其实很简单,fun.c文件除了要实现功能呢,还需要包含和内核的接口,内核也提供了模块的接口,只要这两个接口一致,模块就可以融入内核,成为内核的一部分。Linux驱动程序都是以模块的形式存在的,所以我们称之为驱动模块。 所以我们总结出添加模块的步骤是: 1、写功能函数fun.c。 怎么样编写模块的源码文件,我们以一个Hello模块实例分析。 #include #include //①模块的头文件,在对应内核下 的include目录中{ … //②功能函数hello.c(同普通} 的.c文件) Static int __int hellomudule_init(void) //③模块初始化函数 { Printk(“Hello world!\n”); Return 0; }

虚拟声卡驱动程序Virtual Audio Cable使用方法

一:安装软件 点击setup.exe 选择是(Y) 选择I accept 选择Install 安装成功,点击“确定”按钮即完成安装。

二、软件的设置 点击桌面开始按钮----所有程序---Virtual Audio Cable—Control panel进入软件初始化设置。 在Cables中选择1(即首次设置一个虚拟通道),点击旁边的Set按钮生成通道Cable1. 在参数设置区将Line、Mic(可选可不选)、S/PDIF(可选可不选)三个选项后面的方框打钩,选中之后点击参数设置区内的设置按钮Set,即完成了,对虚拟声卡通道1的设置。

鼠标右键点击桌面右下角的喇叭----调整音频属性----<或者点击开始—控制面板---声音、语音和音频设备---声音和音频设备>弹出: 选择语音 此时语音部分的设置为原系统默认的设备,保持不变。

选择音频: 改变声音播放、录音的选项内容: 如上图将声音播放、录音的默认设备全部改为Virtual Cable 1。点击应用---确定即可。

三、打开录音机录音---录制电脑里播放出来的音频(不包含麦克风里的声音)----即“内录” 开始---所有程序—附件---娱乐---录音机 点击确定即可开始录音(注:此时可在电脑中打开相应的音频文件,开始录音)

此时音频波段显示有声音输入,但是电脑的耳机听不到正在播放的音频文件(属正常现象)。若想同时听到音频文件的内容点击桌面开始按钮----所有程序---Virtual Audio Cable—Audio Repeater。 修改为 点击Start即可听到正在录制的音频文件。 此时的录音即是通过虚拟声卡通道录制电脑里的声音的。

驱动程序的句柄

设备驱动程序通知应用程序的几种方法 1 异步过程调用(APC) Win32应用程序使用CreateFile()函数动态加载设备驱动程序,然后定义一个回调函数backFunc(),并且将回调函数的地址&backFunc()作为参数,通过DeviceIoControl()传送给设备驱动程序。设备驱动程序获得回调函数的地址后,将它保存在一个全局变量(如callback)中,同时调用Get_Cur_Thread_Handle()函数获取它的应用程序线程的句柄,并且将该句柄保存在一个全局变量(如appthread)中。当条件成熟时,设备驱动程序调用_VWIN32_QueueUserApc()函数,向Win32应用程序发送消息。这个函数带有三个参数:第一个参数为回调函数的地址(已经注册);第二个参数为传递给回调函数的消息;第三个参数为调用者的线程句柄(已经注册)。Win32应用程序收到消息后,自动调用回调函数(实际是由设备驱动程序调用)。回调函数的输入参数是由设备驱动程序填入的,回调函数在这里主要是对消息进行处理。 2 事件方式(VxD) 首先,Win32应用程序创建一个事件的句柄,称其为Ring3句柄。由于虚拟设备驱动程序使用事件的Ring0句柄,因此,需要创建Ring0句柄。用LoadLibrary()函数加载未公开的动态链接库Kernel32.dll,获得动态链接库的句柄。然后,调用GetProcAddress(), 找到函数OpenVxDHandle()在动态链接库中的位置。接着,用OpenVxDHandle()函数将Ring3事件句柄转化为Ring0事件句柄。Win32应用程序用CreateFile()函数加载设备驱动程序。如果加载成功,则调用DeviceIoControl()函数将Ring0事件句柄传给VxD;同时,创建一个辅助线程等待信号变成有信号状态,本身则可去干其它的事情。当条件成熟时,VxD置Ring0事件为有信号状态(调用_VWIN32_SetWin32Event()函数),这马上触发对应的Ring3事件为有信号状态。一旦Ring3事件句柄为有信号状态,Win32应用程序的辅助线程就对这个消息进行相应的处理。 3 消息方式 Win32应用程序调用CreateFile()函数动态加载虚拟设备驱动程序。加载成功后,通过调用DeviceIoControl()函数将窗体句柄传送给VxD,VxD利用这个句柄向窗体发消息。当条件满足时,VxD调用SHELL_PostMessage()函数向Win32应用程序发送消息。要让该函数使用成功,必须用#define来自定义一个消息,并且也要照样在应用程序中定义它;还要在消息循环中使用ON_MESSAGE()来定义消息对应的消息处理函数,以便消息产生时,能够调用消息处理函数。SHELL_PostMessage()函数的第一个参数为Win32窗体句柄,第二个参数为消息ID号,第三、四个参数为发送给消息处理函数的参数,第五、六个参数为回调函数和传给它的参数。Win32应用程序收到消息后,对消息进行处理。

字符设备驱动程序课程设计报告

中南大学 字符设备驱动程序 课程设计报告 姓名:王学彬 专业班级:信安1002班 学号:0909103108 课程:操作系统安全课程设计 指导老师:张士庚 一、课程设计目的 1.了解Linux字符设备驱动程序的结构; 2.掌握Linux字符设备驱动程序常用结构体和操作函数的使用方法; 3.初步掌握Linux字符设备驱动程序的编写方法及过程; 4.掌握Linux字符设备驱动程序的加载方法及测试方法。 二、课程设计内容 5.设计Windows XP或者Linux操作系统下的设备驱动程序; 6.掌握虚拟字符设备的设计方法和测试方法; 7.编写测试应用程序,测试对该设备的读写等操作。

三、需求分析 3.1驱动程序介绍 驱动程序负责将应用程序如读、写等操作正确无误的传递给相关的硬件,并使硬件能够做出正确反应的代码。驱动程序像一个黑盒子,它隐藏了硬件的工作细节,应用程序只需要通过一组标准化的接口实现对硬件的操作。 3.2 Linux设备驱动程序分类 Linux设备驱动程序在Linux的内核源代码中占有很大的比例,源代码的长度日益增加,主要是驱动程序的增加。虽然Linux内核的不断升级,但驱动程序的结构还是相对稳定。 Linux系统的设备分为字符设备(char device),块设备(block device)和网络设备(network device)三种。字符设备是指在存取时没有缓存的设备,而块设备的读写都有缓存来支持,并且块设备必须能够随机存取(random access)。典型的字符设备包括鼠标,键盘,串行口等。块设备主要包括硬盘软盘设备,CD-ROM等。 网络设备在Linux里做专门的处理。Linux的网络系统主要是基于BSD unix的socket 机制。在系统和驱动程序之间定义有专门的数据结构(sk_buff)进行数据传递。系统有支持对发送数据和接收数据的缓存,提供流量控制机制,提供对多协议的支持。 3.3驱动程序的结构 驱动程序的结构如图3.1所示,应用程序经过系统调用,进入核心层,内核要控制硬件需要通过驱动程序实现,驱动程序相当于内核与硬件之间的“系统调用”。

linux驱动编写(虚拟字符设备编写)

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ linux驱动编写(虚拟字符设备编写) linux 驱动编写(虚拟字符设备编写)昨天我们说了一些简单模块编写方法,但是终归没有涉及到设备的编写内容,今天我们就可以了解一下相关方面的内容,并且用一个实例来说明在 linux 上面设备是如何编写的。 虽然我不是专门做 linux 驱动的,却也经常收到一些朋友们的来信。 在信件中,很多做驱动的朋友对自己的工作不是很满意,认为自己的工作就是把代码拷贝来拷贝去,或者说是改来改去,没有什么技术含量。 有这种想法的朋友不在少数,我想这主要还是因为他们对自己的工作缺少了解导致。 如果有可能,我们可以问问自己这样几个问题: (1 )我真的搞懂设备的开发驱动流程了吗?我是否可以从0开始,编写一个独立的驱动代码呢?(2)我真的了解设备的初始化、关闭、运行的流程吗?(3)当前的设备驱动流程是否合理,有没有可以改进的地方?(4)对于内核开发中涉及的 api 调用,我自己是否真正了解、是否明白它们在使用上有什么区别?(5)如果我要驱动的设备只是在一个前后台系统中运行,在没有框架帮助的情况下,我是否有信心把它启动和运行起来?当然,上面的内容只是我个人的想法, 1 / 6

也不一定都正确。 但是,知其然,更要知其所以然,熟悉了当前开发流程的优缺点才能真正掌握和了解驱动开发的本质。 这听上去有些玄乎,其实也很简单,就是要有一种刨根问底、不断改进的精神,这样才能做好自己的工作。 因为我们是在 pc linux 上学习驱动的,因此暂时没有真实的外接设备可以使用,但是这丝毫不影响我们学习的热情。 通过定时器、进程,我们可以仿真出真实设备的各种需求,所以对于系统来说,它是无所谓真设备、假设备的,基本的处理流程对它来说都是一样的。 只要大家一步一步做下去,肯定可以了解 linux 驱动设备的开发工程的。 下面,为了说明问题,我们可以编写一段简单的 char 设备驱动代码,文件名为 char.c, \n, m

基于Windows操作系统PCI设备驱动程序通用设计方法

08 2009.2011.18ARTIFICIAL INTELLIGENCE AND IDENTIFICATION TECHNIQUES 人工智能及识别技术 在设计和使用PCI 设备时,经常要在计算机的软件中访问和控制硬件设备,但Windows 操作系统(包括Windows95/98、Windows NT 、Windows 2000/XP 等为了保证系统的安全性、稳定性和可移植性,对应用程序访问硬件资源加以限制,这就要求开发设备驱动程序以实现计算机软件对PCI 设备的访问。 在Windows 系统中,驱动程序被分为两大类:用户模式驱动程序和核心模式驱动程序。核心模式驱动程序又分为4种:文件系统驱动、中间级驱动、微驱动以及设备驱动。其中设备驱动程序是指管理某个外围设备的一段代码,其通过硬件抽象层( HAL )与硬件接口。设备驱动程作为操作系统的一部分存在。通过设备驱动程序,多个进程可以同时使用这些资源,从而可以实现多进程并行运行。为了简化问题,下面只讨论硬件设备的驱动程序。以在实际工作中编写的PCI9052设备驱动程序为例,探讨Windows 2000/XP 下PCI 设备的驱动程序设计方案。 1开发工具的选择 开发设备驱动采用的主要开发工具是微软为设备开发者 提供的软件包Device Driver Kit (DDK)。这个软件包包括有关设备开发的文档、编译需要的头文件和库文件、调试工具和程序范例。在DDK 中还定义了一些设备驱动可以调用的系统底层服务,像DMA 服务、中断服务、内存管理服务、可安装文件系统服务等等。这些都是编写设备驱动所必须的。驱动程序的编译环境选择的是微软公司的Visual C++6.0集成开发环境。调试工具则使用Compuware 公司出品的softICE 。 2设备硬件分析 在进行驱动程序开发之前,首先要了解所欲控制的硬件 设备,要详细了解硬件设备的特性。硬件设备的特性会对驱动程序设计产生重大的影响。以PCI9052设备为例,图1是一个典型的PCI9052应用,需要了解的最主要的硬件特性包括: 2.1设备的总线结构 设备采用什么总线结构非常关键,因为不同的总线类型(如ISA 和PCI )在许多硬件工作机制上是不同的,所以驱动程序设计也不同。PCI9052是一种PCI 总线设备,提供板卡功能模块与主机PCI 总线接口功能。2.2寄存器 要了解设置的控制寄存器、数据寄存器和状态寄存器,以及这些寄存器工作的特性。PCI9052包括两部分的寄存器,一部分是9052接口芯片自身的配置寄存器,另一部分是通过映射的板卡功能模块的配置寄存器。2.3中断行为 要了解设备产生中断的条件和使用中断的数量,以及中断的处理方式。PCI9052提供了两路本地中断响应,均可以由PCI9052配置寄存器编程是边缘触发或电平触发。2.4数据传输机制 最常见的数据传输机制是通过I/O 端口(port ),也就是通过CPU 的IN/OUT 指令进行数据读写。PC 的另一种重要的传输机制是DMA ,但PCI 规范不包括从属DMA 的说明。2.5设备内存 基于Windows 操作系统PCI 设备驱动程序通用设计方法 王维兴,沈晶 (中国船舶重工集团江苏自动化研究所,江苏连云港222006) 摘要:本文结合开发经验,分析了PCI9052设备驱动开发过程,讨论了PCI 设备驱动程序设计与实现时,面临的主要问题及常用解决方法,并介绍一种封装设备驱动的方法。关键词:驱动程序;PCI ;内存映射;中断处理;封装 PCI Device Driver for Universal Design Method Based on Windows OS WANG Weixing ,SHEN Jing (Jiangsu Automation Research Insititute ,Jiangsu Lianyungang 222006) Abstract :This paper analyzed the development process of PCI9052device driver,combined with their own development ex - perience,The paper discussed the PCI device driver design and implementation of the main problems faced by and common solutionsmethod,and introduces a method of packaging the device driver.Key words :Driver ;PCI ;Memory map ;Interrupt process ;Packaging 收稿日期:2011-07-10 图1典型的PCI9052应用 PCI 总线 PCI9052 数据总线地址总线 LRYi#(外设准备完成) RD#(读控制)WR#(写控制) 板卡功能模块 109

相关文档
最新文档