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如何在Openharmony中实现USB复合设备

Rice嵌入式开发技术分享 来源:Rice嵌入式开发技术分享 作者:Rice嵌入式开发技术 2024-06-13 15:03 次阅读

背景

如何让Openharmony设备HDC接口(OTG接口)作为一个复合设备,实现HDC(HDC:鸿蒙设备连接器) + CDC ACM(USB 虚拟串口),而设备本身支持HDC。所以需要增加CDC ACM(USB 虚拟串口)。

本文主要讲解OpenHarmony中,板卡上的OTG接口如何支持复合设备,环境说明如下:

描述项 说明
OpenHarmony版本 release-4.0
内核版本 5.10
板卡 风火轮youyeetoo R1开发板(RK3588S)

f0f1b5e0-220a-11ef-8eb4-92fbcf53809c.png

通过configfs配置Linux USB gadget

Linux内核5.10,是采用configfs来配置USB的功能,即配置USB gadget。实现USB复合设备之前,需要了解一些概念。

什么是USB gadget

在OpenHarmony如何配置

configfs配置USB gadget流程

什么是USB gadget

USB设备驱动,按照设备端关联的USB控制器是工作在主模式还是从模式,分为USB设备主机侧驱动(主模式),或者USB设备从机侧驱动(从模式)。同时,工作在主模式的USB控制器,称为USB主机控制器(UHC:USB Host Controller),工作在从模式的USB控制器,称为USB设备控制器(UDC: USB Device Controller)。有的USB控制器,只能工作在主模式或从模式中的某一种;而有的则既可以工作在主模式,也可以工作在从模式,模式通过OTG切换。当然,在同一时刻,USB控制器要么工作在主模式,要么工作在从模式。

本文的重点是USB设备从机侧驱动(从模式),Linux下将USB设备从机侧驱动,称为USB Gadget驱动。USB Gadget驱动 是通过USB来模拟其它类型的设备,如USB Gadget UAC驱动 用来模拟声卡外设;USB Gadget Serial驱动用来模拟串口外设,等等等等。这里所谓模拟,是指通过USB来模拟这些设备的行为,而这些对于连接对端的USB主机是透明的。对于USB Gadget驱动 ,类似于譬如像U盘设备的固件,但它们并不完全等同,因为毕竟只是通过USB模拟设备行为。

f11f7db8-220a-11ef-8eb4-92fbcf53809c.png

USB Gadget驱动,包括USB设备控制器(UDC)驱动和Gadget功能(function)驱动两大部分。其中USB设备控制器(UDC)驱动负责USB设备控制器(UDC)和主机侧USB控制器(UHC)之间的数据传输;而Gadget功能驱动(function)负责实现功能协议(如UDC等)。USB设备控制器(UDC)驱动和Gadget功能驱动(function)彼此之间也会进行数据交互。

在OpenHarmony如何配置

在OpenHarmony中,USB这一块依旧采用内核驱动,所以整体套路都是一样。也是通过configfs配置USB功能。

以风火轮youyeetooR1开发板(RK3588S)为例,configfs配置路径:device/board/youyeetoo/R1/cfg/init.R1.usb.cfg。

init.R1.usb.cfg默认已经配置好了HDC的功能,如果需要功能,只需在此文件上增加对应功能即可。

configfs配置USB gadget流程

挂载configfs,挂载完成之后在/config 目录下就会生成usb_gadget/目录。

"mountconfigfsnone/config"

建立gadgets, 创建g1/目录之后,该目录下会生成很多配置目录,这里的g1表示 gadget 1,一个 UDC 对应一个 gadget,如果你的 SOC 上有多个 gadget,可以创建多个gx目录。

"mkdir/config/usb_gadget/g10770shellshell"

写入gadget的PID、VID、序列号等信息

"write/config/usb_gadget/g1/idVendor0x2207",
"write/config/usb_gadget/g1/idProduct0x0018",
"write/config/usb_gadget/g1/os_desc/use1",
"write/config/usb_gadget/g1/bcdDevice0x0223",
"write/config/usb_gadget/g1/bcdUSB0x0200",
"mkdir/config/usb_gadget/g1/strings/0x4090770",
"copy/sys/block/mmcblk0/device/cid/config/usb_gadget/g1/strings/0x409/serialnumber",
"chmod0640/config/usb_gadget/g1/strings/0x409/serialnumber",
"write/config/usb_gadget/g1/strings/0x409/manufacturerRockchip",
"write/config/usb_gadget/g1/strings/0x409/product"HDCDevice"",

建立gadget相关配置configurations。

"mkdir/config/usb_gadget/g1/configs/b.10770shellshell",
"mkdir/config/usb_gadget/g1/configs/b.1/strings/0x4090770shellshell",
"write/config/usb_gadget/g1/os_desc/b_vendor_code0x1",
"write/config/usb_gadget/g1/os_desc/qw_signMSFT100",
"write/config/usb_gadget/g1/configs/b.1/MaxPower500",

建立功能functions

增加功能模版,function name :任意字符串

mkdir/config/usb_gadget/g1/functions/.

以HDC为例:

mkdir/config/usb_gadget/g1/functions/ffs.hdc

建立功能和配置的链接。

增加功能和配置的链接模版

"ln-s/config/usb_gadget/g1/functions/./config/usb_gadget/g1/configs/c.1"

以HDC为例:

"symlink/config/usb_gadget/g1/configs/b.1/config/usb_gadget/g1/os_desc/b.1",

使能USB gadget

"setparamsys.usb.configfs1",
"setparamsys.usb.controllerfc000000.usb"

增加CDC ACM支持

内核配置需要使能CONFIGFS的ACM的支持:

CONFIG_USB_CONFIGFS_ACM=y

通过configfs配置USB gadget,使其支持CDC ACM

"mkdir/config/usb_gadget/g1/functions/acm.usb",
"symlink/config/usb_gadget/g1/functions/acm.usb/config/usb_gadget/g1/configs/b.1/f2",
f1363396-220a-11ef-8eb4-92fbcf53809c.png

验证

新增加的USB CDC ACM功能之后,就会在/dev下生成设备节点,虚拟串口节点一般为:ttyGSx(即:Gadget Serial)

f141fb40-220a-11ef-8eb4-92fbcf53809c.png

数据验证:

f15e953e-220a-11ef-8eb4-92fbcf53809c.png

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