SAM9G45之USB学习笔记

秒速五厘米 2022-06-02 09:12 234阅读 0赞

最近一直在学习SAM9G45的USB功能，资料大部分都是从网上找的，还有就是官方给的库，只是把自己调试过程中遇到的问题记录下来，因为没有调试完，所以会持续更新。

问题一（其实也不是问题），SAM9G45只有7个端点（包括端点0），我开始调试的时候以为不带0，哎，郁闷。

问题二（待求证），不过从我目前的调试来看，结论是对的。SAM9G45的端点不是全双工了，一个端点不能同时配置为IN和OUT，但是手册又有自相矛盾的地方。

SouthEast

从表38-1来看它的每个端点都支持ctrl传输模式，根据USB协议规定，这个传输模式要求端点必须是全双工的，因为ctrl的端点必须支持messsge pipe类型。

SouthEast 1

从表38-2也能看出，CTRL模式是双向的；

SouthEast 2

从表38-3的注意1来看，它说control transfer必须是1bank，从38-1看，bank1只能是端点0；从这里来看其它端点是不能支持ctrl模式的。和我的实验结论一致，也可能是我不会设置端点地址，如果哪位网友正好知道，请给我留言，谢谢。

三、Bus Hound配置问题

这个东西用的不熟悉，抓包发现只能抓取32的字节的IN指令包，以为是设备问题，最后发现是busHound设置问题，郁闷。

SouthEast 3

四、这个是目前遇到最郁闷的问题

刚开始的Demo是hid_transfer，我在这个基础上改的CCID，并且开始只是用一个设备+一个interface调试的，很顺利，很快就识别出来了。应用需求，需要两个interface，改过之后怎么也识别不了第二个设备。Bus Hound上面，也没有第二个设备的报文。郁闷，以为是配置问题，结果把配置复制带interface0上面，正常。郁闷了，所有的操作函数都是一套，通过接口传参数，来确定是操作那个设备，难道个别的函数有错误，参数没有改过来？于是把所有的函数全部对了一遍，没有错误啊？这是怎么回事。最后找到原因了，原来是windows系统的驱动问题。如果一个设备的V_ID和P_ID不修改，之前已经插入过电脑，并且正确设别并安装驱动的话，如果再次插入（即使配置付改变了）驱动不会从新安装，这个时候设备出来的还是原来的设备。

解决方法：

1、修改P_ID或者V_ID的值；

2、或者在注册表里面删掉对应的配置信息；

我修改了P_ID值，正确识别了两个设备：

SouthEast 4

《———————————————————————————————————————————————————-》

官方USB协议帧学习笔记：

先上传几张图片，回头再整理：

SouthEast 5

图1 协议栈的结构

SouthEast 6

图2 USB的状态机

SouthEast 7

图3 USB的协议栈回调函数架构

首先要知道USB的驱动状态：

USB device states
/// The device is currently suspended.
#define USBD_STATE_SUSPENDED 0
/// USB cable is plugged into the device.
#define USBD_STATE_ATTACHED 1
/// Host is providing +5V through the USB cable.
#define USBD_STATE_POWERED 2
/// Device has been reset.
#define USBD_STATE_DEFAULT 3
/// The device has been given an address on the bus.
#define USBD_STATE_ADDRESS 4
/// A valid configuration has been selected.
#define USBD_STATE_CONFIGURED 5

deviceState（状态变量）

其次USB的API返回值

USB device API return values
/// Indicates the operation was successful.
#define USBD_STATUS_SUCCESS 0
/// Endpoint/device is already busy.
#define USBD_STATUS_LOCKED 1
/// Operation has been aborted.
#define USBD_STATUS_ABORTED 2
/// Operation has been aborted because the device has been reset.
#define USBD_STATUS_RESET 3
/// Operation failed because parameter error
#define USBD_STATUS_INVALID_PARAMETER 4
/// Operation failed because HW not supported
#define USBD_STATUS_HW_NOT_SUPPORTED 5

端点的状态：

Endpoint states
/// Endpoint states: Endpoint is disabled
#define UDP_ENDPOINT_DISABLED 0
/// Endpoint states: Endpoint is halted (i.e. STALLs every request)
#define UDP_ENDPOINT_HALTED 1
/// Endpoint states: Endpoint is idle (i.e. ready for transmission)
#define UDP_ENDPOINT_IDLE 2
/// Endpoint states: Endpoint is sending data
#define UDP_ENDPOINT_SENDING 3
/// Endpoint states: Endpoint is receiving data
#define UDP_ENDPOINT_RECEIVING 4

1、CCIDDriver_Initialize()

CCIDDriver_Initialize()->USBD_Init()->USBDCallbacks_Initialized()->IRQ_ConfigureIT(AT91C_ID_UDPHS, 0, UDPD_IrqHandler);//, UDPD_IrqHandler);

把UDPD_IrqHandler()配置为USB的中断函数；

UDPD_IrqHandler()调用UDPHS_EndpointHandler()和UDPHS_DmaHandler()

其中：

UDPHS_EndpointHandler()->USBDCallbacks_RequestReceived()->CCID_RequestHandler()->CCID

处理和USBDDriver_RequestHandler()

UDPHS_EndpointHandler()和UDPHS_DmaHandler()都会调用UDPHS_EndOfTransfer()

来看下UDPHS_EndOfTransfer()

  1. //------------------------------------------------------------------------------
  2. /// Handles a completed transfer on the given endpoint, invoking the
  3. /// configured callback if any.
  4. /// \param bEndpoint Number of the endpoint for which the transfer has completed.
  5. /// \param bStatus   Status code returned by the transfer operation
  6. //------------------------------------------------------------------------------
  7. static void UDPHS_EndOfTransfer( unsigned char bEndpoint, char bStatus )
  8. {
  9.     Endpoint *pEndpoint = &(endpoints[bEndpoint]);
  10.     Transfer *pTransfer = &(pEndpoint->transfer);
  12.     // Check that endpoint was sending or receiving data
  13.     if( (pEndpoint->state == UDP_ENDPOINT_RECEIVING)
  14.      || (pEndpoint->state == UDP_ENDPOINT_IDLE)
  15.      || (pEndpoint->state == UDP_ENDPOINT_SENDING) ) {
  17.         TRACE_DEBUG_WP("UDPHS_EndOfTransfer ");
  18.         if(pEndpoint->state == UDP_ENDPOINT_SENDING) {
  19.             pEndpoint->sendZLP = 0;
  20.         }
  21.         // Endpoint returns in Idle state
  22.         //if(pEndpoint->state == UDP_ENDPOINT_SENDING){
  23.             pEndpoint->state = UDP_ENDPOINT_IDLE;
  24.         //}
  26.         // Invoke callback is present
  27.         if (pTransfer->fCallback != 0) {
  29.             ((TransferCallback) pTransfer->fCallback)
  30.                 (pTransfer->pArgument,
  31.                  bStatus,
  32.                  pTransfer->transferred,
  33.                  pTransfer->remaining + pTransfer->buffered);
  34.         }
  35.         else {
  36.             TRACE_DEBUG_WP("No callBack\n\r");
  37.         }
  38.     }
  39. }

当接收完成或者发送完成，就会调用一个callback，这个callback是哪里来的呢？继续看

  1. void CCID_SmartCardRequest_V1( uint8_t   chCcidNum )
  2. {
  3.     unsigned char bStatus;
  4.     if(chCcidNum >= CCID_INTERFACE_NUM){
  5.         TRACE_ERROR("CCID_SmartCardRequest  chCcidNum >= CCID_INTERFACE_NUM\n\r");
  6.         return;
  7.     }
  8.     //do{
  10.         bStatus = CCID_Read_V1((void*)&ccidDriver.tCcidStruct[chCcidNum].sCcidCommand,
  11.                              sizeof(S_ccid_bulk_out_header),
  12.                              (TransferCallback)&CCIDCommandDispatcher_V1,
  13.                              (void*)chCcidNum );//直接把值变为地址传输
  14.     //}while (bStatus != USBD_STATUS_SUCCESS);
  16. }

这个是API层的CCID调用函数，

  1. //------------------------------------------------------------------------------
  2. /// Reads data from the Data OUT endpoint
  3. /// \param pBuffer   Buffer to store the received data
  4. /// \param dLength   data buffer length
  5. /// \param fCallback Optional callback function
  6. /// \param pArgument Optional parameter for the callback function
  7. /// \return USBD_STATUS_LOCKED or USBD_STATUS_SUCCESS
  8. //------------------------------------------------------------------------------
  9. /*
  10. unsigned char CCID_Read(void *pBuffer,
  11.                         unsigned int dLength,
  12.                         TransferCallback fCallback,
  13.                         void *pArgument)
  14. {
  15.     return USBD_Read(CCID_EPT_DATA_OUT, pBuffer, dLength, fCallback, pArgument);
  16. }*/
  19. unsigned char CCID_Read_V1( void *pBuffer,
  20.                             unsigned int dLength,
  21.                             TransferCallback fCallback,
  22.                             void *pArgument)
  23. {
  24.     uint8_t chEndpointOut = 0;
  26.     if(((uint8_t)pArgument) >= CCID_INTERFACE_NUM){
  27.         TRACE_ERROR("CCID_Read  chCcidNum >= CCID_INTERFACE_NUM\n\r");
  28.         return USBD_STATUS_INVALID_PARAMETER;
  29.     }
  31.     switch((uint8_t)pArgument){
  32. #if (CCID_INTERFACE_NUM>0)
  33.     case 0:
  34.         chEndpointOut = CCID_INTERFACE0_EPT_DATA_OUT;
  35.         break;
  36. #endif
  37. #if (CCID_INTERFACE_NUM>1)
  38.     case 1:
  39.         chEndpointOut = CCID_INTERFACE1_EPT_DATA_OUT;
  40.         break;
  41. #endif
  42. #if (CCID_INTERFACE_NUM>2)
  43.     case 2:
  44.         chEndpointOut = CCID_INTERFACE2_EPT_DATA_OUT;
  45.         break;
  46. #endif
  47. #if (CCID_INTERFACE_NUM>3)
  48.     case 3:
  49.         chEndpointOut = CCID_INTERFACE3_EPT_DATA_OUT;
  50.         break;
  51. #endif
  52.     }
  54.     return USBD_Read(chEndpointOut, pBuffer, dLength, fCallback, pArgument);
  55. }

继续看：

  1. //------------------------------------------------------------------------------
  2. /// Reads incoming data on an USB endpoint (OUT)
  3. /// \param bEndpoint Index of endpoint
  4. /// \param *pData  Data to be readen
  5. /// \param dLength Data length to be receive
  6. /// \param fCallback  Callback to be call after the success command
  7. /// \param *pArgument Callback argument
  8. /// \return USBD_STATUS_LOCKED or USBD_STATUS_SUCCESS
  9. //------------------------------------------------------------------------------
  10. char USBD_Read( unsigned char    bEndpoint,
  11.                 void             *pData,
  12.                 unsigned int     dLength,
  13.                 TransferCallback fCallback,
  14.                 void             *pArgument )
  15. {
  16.     Endpoint *pEndpoint = &(endpoints[bEndpoint]);
  17.     Transfer *pTransfer = &(pEndpoint->transfer);
  19.     // Return if the endpoint is not in IDLE state
  20.     if (pEndpoint->state != UDP_ENDPOINT_IDLE) {
  22.         return USBD_STATUS_LOCKED;
  23.     }
  25.     TRACE_DEBUG_WP("Read%d(%d) ", bEndpoint, dLength);
  27.     // Endpoint enters Receiving state
  28.     pEndpoint->state = UDP_ENDPOINT_RECEIVING;
  30.     // Set the transfer descriptor
  31.     pTransfer->pData = pData;
  32.     pTransfer->remaining = dLength;
  33.     pTransfer->buffered = 0;
  34.     pTransfer->transferred = 0;
  35.     pTransfer->fCallback = fCallback;
  36.     pTransfer->pArgument = pArgument;
  38. #ifdef DMA
  39.     // Test if endpoint type control
  40.     if(AT91C_UDPHS_EPT_TYPE_CTL_EPT == (AT91C_UDPHS_EPT_TYPE&(AT91C_BASE_UDPHS->UDPHS_EPT[bEndpoint].UDPHS_EPTCFG))) {
  41. #endif
  42.         // Control endpoint
  43.         // Enable endpoint IT
  44.         AT91C_BASE_UDPHS->UDPHS_IEN |= (1 << SHIFT_INTERUPT << bEndpoint);
  45.         AT91C_BASE_UDPHS->UDPHS_EPT[bEndpoint].UDPHS_EPTCTLENB = AT91C_UDPHS_RX_BK_RDY;
  46. #ifdef DMA
  47.     }
  48.     else {
  50.         TRACE_DEBUG_WP("Read%d(%d) ", bEndpoint, dLength);
  52.         // Others endpoints (not control)
  53.         if( pTransfer->remaining > DMA_MAX_FIFO_SIZE ) {
  55.             // Transfer the max
  56.             pTransfer->buffered = DMA_MAX_FIFO_SIZE;    
  57.         }
  58.         else {
  59.             // Transfer the good size
  60.             pTransfer->buffered = pTransfer->remaining;
  61.         }
  63.         AT91C_BASE_UDPHS->UDPHS_DMA[bEndpoint].UDPHS_DMAADDRESS = (unsigned int)(pTransfer->pData);
  65.         // Clear unwanted interrupts
  66.         AT91C_BASE_UDPHS->UDPHS_DMA[bEndpoint].UDPHS_DMASTATUS;
  68.         // Enable DMA endpoint interrupt
  69.         AT91C_BASE_UDPHS->UDPHS_IEN |= (1 << SHIFT_DMA << bEndpoint);
  71.         TRACE_DEBUG_WP("\n\r_RR:%d ", pTransfer->remaining );
  72.         TRACE_DEBUG_WP("B:%d ", pTransfer->buffered );
  73.         TRACE_DEBUG_WP("T:%d ", pTransfer->transferred );
  75.         // DMA config
  76.         AT91C_BASE_UDPHS->UDPHS_DMA[bEndpoint].UDPHS_DMACONTROL = 0; // raz
  77.         AT91C_BASE_UDPHS->UDPHS_DMA[bEndpoint].UDPHS_DMACONTROL =
  78.                                  ( ((pTransfer->buffered << 16) & AT91C_UDPHS_BUFF_COUNT)
  79.                                    | AT91C_UDPHS_END_TR_EN
  80.                                    | AT91C_UDPHS_END_TR_IT
  81.                                    | AT91C_UDPHS_END_B_EN
  82.                                    | AT91C_UDPHS_END_BUFFIT
  83.                                    | AT91C_UDPHS_CHANN_ENB );
  84.     }
  85. #endif
  87.     return USBD_STATUS_SUCCESS;
  88. }

到这看明白了吧，是上层的CCID_SmartCardRequest_V1()通过usb_read()设置的

看下端点的结构体：

  1. //------------------------------------------------------------------------------
  2. /// Describes the state of an endpoint of the UDP controller.
  3. //------------------------------------------------------------------------------
  4. typedef struct
  5. {
  6.     /// Current endpoint state.
  7.     volatile unsigned char  state;
  8.     /// Current reception bank (0 or 1).
  9.     unsigned char  bank;
  10.     /// Maximum packet size for the endpoint.
  11.     unsigned short size;
  12.     /// Describes an ongoing transfer (if current state is either
  13.     ///  <UDP_ENDPOINT_SENDING> or <UDP_ENDPOINT_RECEIVING>)
  14.     Transfer       transfer;
  15.     /// Special case for send a ZLP
  16.     unsigned char  sendZLP;
  17. } Endpoint;
  19. /// Describes an ongoing transfer on a UDP endpoint.
  20. typedef struct
  21. {
  22.     /// Pointer to a data buffer used for emission/reception.
  23.     char             *pData;
  24.     /// Number of bytes which have been written into the UDP internal FIFO
  25.     /// buffers.
  26.     volatile int     buffered;
  27.     /// Number of bytes which have been sent/received.
  28.     volatile int     transferred;
  29.     /// Number of bytes which have not been buffered/transferred yet.
  30.     volatile int     remaining;
  31.     /// Optional callback to invoke when the transfer completes.
  32.     volatile TransferCallback fCallback;
  33.     /// Optional argument to the callback function.
  34.     void             *pArgument;
  35. } Transfer;

至此，我们把自己每个端点的处理函数CCIDCommandDispatcher_V1()绑定到了相应的端点上。

问题：

1、到目前为止，有一点我不是很理解，为什么每次收到后，需要对相应的DMA重新初始化，相应的端点也同样做了初始化，我查看了HID、CDC历程，都是这么处理的。因此在CCIDCommandDispatcher_V1()里面我们需要调用usb_read()做相应初始化，或者利用查询方式，在应用层初始化。

<————————————————————————————2021.08.05———————————————————————————>

一、今天测试MCU的CDC功能，在其它产品上在跑了，没问题了。但是应用到我的产品上，发现老是复位。和没有问题的产品区别：

1）它是USB数据到UART1，我是USB数据到UART3;

2）它是连接的其它UART模块，我是连接的NB；

通过屏蔽代码，发现是看门狗复位。

通过屏蔽代码，NB上电不使能，没有问题。

NB上电会通过串口往外发信息，导致MCU“死机”，看门狗复位。

在分析原因，上电USB会初始化，和上位机交互，如果这个时候应用层通过USB发送数据，会导致USB出问题。解决方案是等待USB初始化完成，才允许应用层通过USB发送数据。

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