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USBStudy

2014-08

UsbStudyをPIC32MX に移植する

現時点では、

• Pinguino gccを使用してビルドが通る。
• シリアル、LEDは動作している
• USB HOSTはAttach Detachの検出まで出来ているが、BDT周りに問題があって動いていない。 ---> なんとなく動いています。

非互換の原因になっている問題

• BDT(Buffer Descriptor Table)の構造が違う。
  • PIC24Fでは BDTは1個あたり4byte。内訳は BDSTAT(6bit) , COUNT(10bit) , BufferAddress(16bit)
  • PIC32MXでは BDTは1個あたり8byte。内訳は BDSTAT(2byte中6bit) , COUNT(2byte中10bit) , BufferAddress(32bit)

• BDTの配置が異なる
  • PIC24FではNO PING PONGモードで使用。BDTは稠密に並んでいます ( EP0〜15 x IN/OUT )
  • PIC32MXではFULL PING PONGモードしか存在せず、EP0〜15(x Even / Odd)( x IN/OUT)でPING PONGモード（EvenバッファとOddバッファ交代を毎回行う）が強制的に採用されます。

とりあえずダウンロード

• ソース：UsbStudy.X.zip
• 各種デバッグプリント(UART向け)の埋め込みは可能。

■ 配線 PIC32MX220F032B 8MHz水晶使用.

               3.3V
                |
                *------10Ω--------------+
               10k                       |
                |       ___    ___       | 0.1u
  ラ   -->  ----*-MCLR [1  |__| 28] AVDD-*-||---GND
  イ   -->  --PGD3/RA0 [2       27] AVSS--------GND  LED
  ター -->  --PGC3/RA1 [3       26] RB15--1kΩ-------|＞|--GND
                   RB0 [4       25] RB14
                   RB1 [5       24] RB13
              SDA2/RB2 [6       23] Vusb3v3--------3.3V
              SCL2/RB3 [7       22] usb D-
   Xtal     GND----Vss [8       21] usb D+   +10uF
+-----------------OSC1 [9       20] Vcap------||---GND
*--|□|--*--------OSC2 [10      19] Vss------------GND
|  8MHz  |    U1TX/RB4 [11      18] RB9                        *--10k------3.3V
22pF    22pF  U1RX/RA4 [12      17] RB8                        |
|        |   3.3v--Vdd [13      16] RB7 -----------------------*--BOOT_SW--GND
|        |         RB5 [14      15] Vbus-----------USB Vbus(5V)
GND    GND              ~~~~~~~~~~

• PIC32MX250F128Bでも回路図、ファームウェアは共通に使用できます。
  • （ファームウェアサイズはFlash32K,SRAM8Kに十分収まっています）

UsbStudy ファームウェアの挙動

• USBのD+/D-は、適当なUSBデバイス(KB,Mouse,...)に繋ぎます。(Type-Aメスに配線する)
• PIC32MX側はUSB HOSTになります。

• U1TX/U1RXを適当な3.3VレベルのUSB-Serial変換器などに繋いで、WindowsのTeratermなどで接続します。
• ボーレートは9600BPS

D:\pic32\UsbStudy.X>w32term -c3 -b9600
9600
Entering TerminalMode: Escape=^A

>?
's':    Get string
'g':    get descriptor command
'a':    Set address command
'c':    set config command
'I':    IN command
'i':    IN command
'o':    OUT command (use default DATA0/1 sequence)
't':    SETUP command
'w':    Clear & Write command
'W':    WRITE command (Append to current send buffer)
'r':    Reset command
'd':    Mem Dump

>

操作例

• TeraTerm等でファームウェアを操作します。
• 基本的にTeratermからコマンドを投入して、結果を表示するようになっています。
• 最初に'a'コマンド投入が必要です。

D:\pic32\UsbStudy.X>w32term -c3 -b9600
9600
Entering TerminalMode: Escape=^A

>?
's':    Get string
'g':    get descriptor command
'a':    Set address command
'c':    set config command
'I':    IN command
'i':    IN command
'o':    OUT command (use default DATA0/1 sequence)
't':    SETUP command
'w':    Clear & Write command
'W':    WRITE command (Append to current send buffer)
'r':    Reset command
'd':    Mem Dump

>
>a
Address
Ok
>s1
Microsoft
>s2
ｩ 2000 Microsoft Corp. All rights reserved.
>s3
Microsoft 3-Button Mouse with IntelliEye(TM)
>g
12 01 10 01 00 00 00 08 5e 04 40 00 00 03 01 03
00 01
>

おまけ：PIC32MXでUSB HOSTを作る場合

• 普通にMicrochipのサンプルがあるので、それをもとに作ればハードウェアの操作を直接行う必要はありませんが、
• レジスタ手打ちの場合のやりかたなど

基本は、マニュアルのHOST Mode Operationを読めばだいたいの手順が書いてあります。

• HOSTモードではEP0しか使わない。
  • Deviceで動作させるときはEP0〜15が使えますが、HOSTモードではEP0のみ有効にしてEP1〜15はDisableにします。
• HOSTからDeviceへのUSBパケットはU1TOKレジスタにトークンを書き込む。
  • トークン(PID)は3種類しかありません。

    Packet ID 4bit	意味
    0001	OUT(TX)
    1001	IN(RX)
    1101	SETUP(TX)

USB Hostを弄れるマイコン/基板をリストアップ

• Raspberry-Piとか使うと、普通にLinuxでUSB HOSTでドライバーは全部アリ。もちろんHubにも対応している。
• それだとUSB HOSTを弄るというよりは、普通にPC使うのと同じ。

マイコンの場合は、

• 予算2000円以内という感じでは、こんなところ。
• PIC18FにはUSB-HOSTは付いてない。
• PIC24Fは1命令2CLOCK
• PIC32MXは40MHzもしくは48MHz(規格上は50MHzが上限で、USB縛りがある時は8MHzの倍数で動作)

• ARM Cortex-M3系でUSB-HOST機能付きMCUは、そんなに多くない。
• 意外とRasp-Piのほうがお勧めかなー。半田付けとか電子工作さえ不要だし。
  • ドライバー書かなくても、全部揃ってる(^笑^)
  • いやーLinuxって、ほんと便利っすね。ソース全部あるし（当然）
  • こんな2000円程度のARMパソコン（Rasp-Piのこと)でも、フルサイズのLinuxが動くんだよー。PC用のLinuxと全く同じものなんだよー(CPUアーキテクチャーと性能は当然異なります)。すごいだろー（今となっては全部当たり前）