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NXP MCXN236测评-USB

发布于 2024-07-14 12:40:42 浏览：382 订阅该版

[tocm]

# USB硬件概览
MCXN236系列集成了一个USB2.0 High Speed的主控，支持OTG，并集成了一个USB2.0 High Speed兼容的
PHY。USBHS主控有8个bidirectional endpoints，支持charger detection，并支持低功耗local/remote唤醒，控制器里自带DMA。USBHS主控和PHY在OD（Over Drive）、SD（Standard Drive）模式下可工作，在MD（Mid Drive）模式下不工作。主控在手册和官方SDk里也称为OTG1 port。

# MCXN236 RT-Thread usb协议栈选择考量
RT-Thread其实有三个usb协议栈可选，分别是原RT-Thread自带的usb协议栈，目前已经移入components/legacy/usb/目录下；cherryusb，当前已成为RT-Thread默认usb协议栈，性能不错；tinyusb支持众多的mcu中的usb ip，反馈良好，使用广泛。

为完成测评其实笔者最简单省力的方法是照着大牛的测评路子https://club.rt-thread.org/ask/article/b1d932d3dff1ca6a.html 稍许改下其代码即可使用，但有两原因笔者不想走这个思路测评：一想挑战一下自己，二这篇文章用的是原RT-Thread自带的usb协议栈，目前已经是legacy状态，也就是说长远来看要废弃。剩下的选择就是cherryusb和tinyusb了，按理应该选cherryusb，但笔者仔细阅读cherryusb和tinyusb源码发现目前cherryusb应该还不支持MCXN236的USB IP，给cherryusb增加MCXN236的支持工作量还是不小的，已远远超出测评范围；另一方面，tinyusb主线已经支持MCXN947，笔者非
常喜欢这一点，根据上述章节的硬件概述，再阅读NXP官方MCXN947文档的USB章节，笔者基本肯定MCXN236的USBHS主控和MCXN947的USBHS主控是兼容的。注意：MCXN947还有一个USBFS的主控，但MCXN236芯片
中没有这个控制器

# MCXN236 RT-Thread tinyusb移植
慢着，不是说MCXN236的USBHS控制器和MCXN947的USBHS控制器兼容么，要移植做啥？原因在于tinyusb主线确实支持MCXN947，但RT-Thread的tinyusb包比较老了，所以需要一个和主线tinyusb的适配过程。整
个适配过程包括主线tinyusb的修改和RT-Thread MCXN236板级适配。

## 主线tinyusb的修改
主要是修改tinyusb源码中rt-thread相关的SConscript和tusb_config.h，在此之前请先clone主线tinyusb。

```bash
git clone https://github.com/hathach/tinyusb.git
```
修改之
```c
diff --git a/lib/rt-thread/SConscript b/lib/rt-thread/SConscript
index 34399fd45..b248237db 100644
--- a/lib/rt-thread/SConscript
+++ b/lib/rt-thread/SConscript
@@ -27,6 +27,9 @@ if GetDepend(["PKG_TINYUSB_DEVICE_ENABLE"]):
         src += ["../../src/portable/renesas/rusb2/dcd_rusb2.c",
                 "../../src/portable/renesas/rusb2/rusb2_common.c"]

+    if GetDepend(["SOC_MCX"]):
+        src += ["../../src/portable/chipidea/ci_hs/dcd_ci_hs.c"]
+
     # Device class
     if GetDepend(["PKG_TINYUSB_DEVICE_UVC"]):
         src += ["../../src/class/video/video_device.c"]
diff --git a/lib/rt-thread/tusb_config.h b/lib/rt-thread/tusb_config.h
index 11dc21983..3b393bb33 100644
--- a/lib/rt-thread/tusb_config.h
+++ b/lib/rt-thread/tusb_config.h
@@ -66,6 +66,8 @@ extern "C" {
 #define CFG_TUSB_MCU    OPT_MCU_RP2040
 #elif defined(SOC_FAMILY_RENESAS)
 #define CFG_TUSB_MCU    OPT_MCU_RAXXX
+#elif defined(SOC_MCX)
+#define CFG_TUSB_MCU    OPT_MCU_MCXN9
 #else
 #error "Not support for current MCU"
 #endif

```

## tinyusb芯片级与板级适配
### usb phy驱动
主要是两个文件usb_phy.c和usb_phy.h，可从sdk中拷贝过来

### drv_tinyusb.c
主要做两件事
1.实现usb的芯片和板级初始化相关的，代码如下

```c
int tusb_board_init(void)
{
  // Port1 is High Speed

// Power
  SPC0->ACTIVE_VDELAY = 0x0500;
  /* Change the power DCDC to 1.8v (By default, DCDC is 1.8V), CORELDO to 1.1v (By default, CORELDO is 1.0V) */
  SPC0->ACTIVE_CFG &= ~SPC_ACTIVE_CFG_CORELDO_VDD_DS_MASK;
  SPC0->ACTIVE_CFG |= SPC_ACTIVE_CFG_DCDC_VDD_LVL(0x3) | SPC_ACTIVE_CFG_CORELDO_VDD_LVL(0x3) |
                      SPC_ACTIVE_CFG_SYSLDO_VDD_DS_MASK | SPC_ACTIVE_CFG_DCDC_VDD_DS(0x2u);
  /* Wait until it is done */
  while (SPC0->SC & SPC_SC_BUSY_MASK) {}
  if (0u == (SCG0->LDOCSR & SCG_LDOCSR_LDOEN_MASK)) {
    SCG0->TRIM_LOCK = 0x5a5a0001U;
    SCG0->LDOCSR |= SCG_LDOCSR_LDOEN_MASK;
    /* wait LDO ready */
    while (0U == (SCG0->LDOCSR & SCG_LDOCSR_VOUT_OK_MASK));
  }
  SYSCON->AHBCLKCTRLSET[2] |= SYSCON_AHBCLKCTRL2_USB_HS_MASK | SYSCON_AHBCLKCTRL2_USB_HS_PHY_MASK;
  SCG0->SOSCCFG &= ~(SCG_SOSCCFG_RANGE_MASK | SCG_SOSCCFG_EREFS_MASK);
  /* xtal = 20 ~ 30MHz */
  SCG0->SOSCCFG = (1U << SCG_SOSCCFG_RANGE_SHIFT) | (1U << SCG_SOSCCFG_EREFS_SHIFT);
  SCG0->SOSCCSR |= SCG_SOSCCSR_SOSCEN_MASK;
  while (1) {
    if (SCG0->SOSCCSR & SCG_SOSCCSR_SOSCVLD_MASK) {
      break;
    }
  }

// Clock
  SYSCON->CLOCK_CTRL |= SYSCON_CLOCK_CTRL_CLKIN_ENA_MASK | SYSCON_CLOCK_CTRL_CLKIN_ENA_FM_USBH_LPT_MASK;
  CLOCK_EnableClock(kCLOCK_UsbHs);
  CLOCK_EnableClock(kCLOCK_UsbHsPhy);
  CLOCK_EnableUsbhsPhyPllClock(kCLOCK_Usbphy480M, 24000000U);
  CLOCK_EnableUsbhsClock();

// USB PHY
#if ((!(defined FSL_FEATURE_SOC_CCM_ANALOG_COUNT)) && (!(defined FSL_FEATURE_SOC_ANATOP_COUNT)))
  USBPHY->TRIM_OVERRIDE_EN = 0x001fU; /* override IFR value */
#endif

// Enable PHY support for Low speed device + LS via FS Hub
  USBPHY->CTRL |= USBPHY_CTRL_SET_ENUTMILEVEL2_MASK | USBPHY_CTRL_SET_ENUTMILEVEL3_MASK;

// Enable all power for normal operation
  USBPHY->PWD = 0;

return 0;
}

```
2.中断的处理，代码如下

```c
void USB1_HS_IRQHandler(void)
{
    rt_interrupt_enter();
#ifdef PKG_TINYUSB_DEVICE_ENABLE
    tud_int_handler(1);
#endif
#ifdef PKG_TINYUSB_HOST_ENABLE
    tuh_int_handler(1);
#endif
    rt_interrupt_leave();
}
```

### hid_example.c与cdc_example.c
可从其它proj拷贝过来，比如vision board的proj

# FRDM-MCXN236 USB实践
虽然不用RT-Thread的tinyusb包，但需要用它引入的env。在目录bsp/nxp/mcx/mcxn/frdm-mcxn236执行
```bash
scons --menuconfig
```

```bash
RT-Thread online packages  --->
  system packages  --->
    TinyUSB: an open source cross-platform USB stack for embedded system  --->
```
这里请按图所示选择配置tinyusb

![2.jpg](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240714/98814c1184e5f213e13d607997627556.jpg.webp)

Using USB device  --->
这里请按图配置USB device相关选项

![3.jpg](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240714/9b68591feaa5c5c52795f02175361f57.jpg.webp)

注意这里不用下载RT-Thread的tinyusb包，而是在bsp/nxp/mcx/mcxn/frdm-mcxn236/packages/目录创建到已clone下来的主线tinyusb的软链接
```bash
ln -s PATH_TO_tinyusb .
```

编译烧录后在msh下，会有hid_example和cdc_example两个命令可用，请用usb线缆连接FRDM-MCXN236开发板的另一USB端口和PC机USB端口，测试方法如下：
## hid_example
msh执行hid_example命令，PC主机鼠标画圆，并且PC主机上会敲入Win+R快捷键、notepad、回车和“This is RT-Thread TinyUSB demo.”

## cdc_example
请在PC机上打开串口终端软件，连接FRDM-N236开发板虚拟出来的ttyACM端口。msh执行cdc_example命令，PC串口终端中尝试输入一些字符，会看到输入的字符被回显。