bsp_usb_cdc — USB CDC ACM (Virtual COM Port)

USB CDC ACM device на USB1 (EHCI0). Хост видит устройство как виртуальный COM-порт (/dev/ttyACM* на Linux/macOS, COMx на Windows). Используется для передачи данных между платой и ПК: CLI команды, отладочные лог-каналы. Работает параллельно с bsp_uart_host (LPUART1) — два независимых канала.

Аппаратура

Сигнал	Пин MCU	Назначение
USB_OTG1_DN	USB_OTG1_DN	USB1 Data−
USB_OTG1_DP	USB_OTG1_DP	USB1 Data+
USB_OTG1_VBUS	USB_OTG1_VBUS	VBUS detect

Встроенный HS PHY (480 MHz PLL). Контроллер: EHCI0 (kUSB_ControllerEhci0). Скорость: High-Speed (480 Mbit/s), fallback Full-Speed (12 Mbit/s). PHY калибровка: D_CAL=0x0C, TXCAL45DP=0x06, TXCAL45DM=0x06.

VID/PID: 0x1996 / 0x00AD (usb_device_descriptor.h) — тот же идентификатор, что tools/service_tui/ (service-tui) использует для детекта CDC-порта firmware_test (SERVICE_CDC_VID/SERVICE_CDC_PID).

Архитектура

flowchart TD
    subgraph TX
        A["bsp_usb_cdc_write()"] --> B["memcpy → s_sendBuf\n(NonCacheable OCRAM)"]
        B --> C["USB_DeviceSendRequest()"]
        C --> D["EHCI0 DMA → USB1_DP/DN → Host"]
        D --> E["BulkIn callback\ns_txIdle = 1 (volatile)"]
    end

    subgraph RX
        F["Host → USB1_DP/DN → EHCI0 DMA"] --> G["USB_OTG1_IRQHandler\nBulkOut callback"]
        G --> H["s_recvBuf (NonCacheable OCRAM)\ns_recvSize = len (volatile)"]
        H --> I["bsp_usb_cdc_read()\nmain loop polling"]
    end

Все DMA-буферы размещены в секции NonCacheable (OCRAM 0x20200000). MPU region 9 настраивает эту область как Normal non-cacheable — записи CPU видны DMA без SCB_CleanDCache().

Lite stack — сознательное решение вместо full NXP class framework:

Аспект	Full stack	Lite stack (наш выбор)
Class framework	`usb_device_class.h`	Отсутствует
Размер кода	~12 KB	~6 KB
Гибкость	Multi-class composite	Один CDC ACM

Переход на full stack понадобится только при добавлении composite device (CDC + MSC).

API

bsp_status_t bsp_usb_cdc_init(void);
bool         bsp_usb_cdc_is_ready(void);
bool         bsp_usb_cdc_write_ready(void);

bsp_status_t bsp_usb_cdc_write(const uint8_t *p_data, size_t len);
size_t       bsp_usb_cdc_read(uint8_t *p_buf, size_t max_len);
void         bsp_usb_cdc_poll(void);   /* зарезервировано */

bsp_usb_cdc_is_ready() — true когда enumeration завершён и хост открыл COM-порт (DTR установлен через SET_CONTROL_LINE_STATE).

Коды возврата bsp_usb_cdc_write():

Код	Условие
`BSP_OK`	Transfer поставлен в очередь
`BSP_ERR_BUSY`	Предыдущий transfer не завершён
`BSP_ERR_NOT_READY`	Хост не подключён
`BSP_ERR_INVALID`	`data == NULL`, `len == 0` или `len > 512`

Быстрый старт

#include "bsp/usb_cdc.h"

/* После board_hw_init() + bsp_tick_init(): */
bsp_usb_cdc_init();

while (!bsp_usb_cdc_is_ready()) { /* ждём enumeration */ }

/* TX — неблокирующая отправка */
const char *msg = "Hello\r\n";
bsp_usb_cdc_write((const uint8_t *)msg, strlen(msg));

/* RX — polling в main loop */
uint8_t buf[64];
size_t n = bsp_usb_cdc_read(buf, sizeof(buf));
if (n > 0) { /* обработать buf[0..n-1] */ }

Тестирование

HIL-тест

USB CDC появляется как второй COM-порт (помимо MCU-Link VCOM). C-прошивка: tests/target/hil_usb_cdc/ — CLI через USB CDC. pytest: tools/hil/05_test_usb_cdc.py — через pyserial (HIL_USB_CDC_PORT).

just host::hil-usb-cdc

Команда	Ответ	Описание
`PING`	`PONG`	Проверка канала
`ECHO <data>`	`<data>`	Echo-back

Host unit-тесты не применяются — модуль полностью завязан на USB hardware.

Интеграция

Контекст	TX	RX
bare-metal	`write()` — non-blocking	`read()` — polling в main loop
FreeRTOS	`write_ready()` + `write()` + `vTaskDelay()`	`read()` из задачи с yield

USB_DEVICE_INTERRUPT_PRIORITY = 3 должен быть ниже configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY при использовании FreeRTOS API из ISR.

CMake

target_link_libraries(firmware_test PRIVATE
    bsp_board
    bsp_tick
    bsp_usb_cdc
)

Зависимости модуля:

Зависимость	Тип	Описание
`bsp_status`	PUBLIC	`bsp_status_t` в публичном API
`bsp_board`	PRIVATE	Транзитивно: `clock_config.h`, `pin_mux.h`, SDK headers
`sdk_usb_device_ehci`	PRIVATE	EHCI контроллер + DCI абстракция
`sdk_usb_phy`	PRIVATE	USB PHY инициализация (480 MHz PLL)
`sdk_osa_bm`	PRIVATE	OS Abstraction Layer (bare-metal)
`sdk_usb_config`	PRIVATE (транзитивно)	INTERFACE: проброс конфиг-хедеров в SDK

6.6 KiB Raw Permalink Blame History Unescape Escape