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usb增加多路vcom的问题

发布于 2023-05-10 12:58:22 浏览：633 订阅该版

[tocm]

# usb增加多路vcom的问题

## 简介

因项目需要，需要使用USB组合设备实现两路虚拟串口并同时挂载虚拟U盘，rtthread目前默认只支持一路虚拟串口，现在需要增加一路虚拟串口。

### 测试环境

Rtthread版本：v4.1.0;

开发板：野火F407霸天虎V2；

计算机：windows11;

其他：串口调试助手、MobaXterm(作为shell终端)

### 已完成工作

新增一路CDC vcom，初步完成了2路虚拟串口的挂载，用USB连接开发板和计算机后，计算机能够识别出两路串口，并且虚拟U盘也能够使用；

### 遗留问题

1. 串口调试助手打开串口时，存在卡死的情况；
2. 两路串口无法同时正常使用，在开发板写的发送数据测试代码，总有一路串口启动后，计算机打开串口助手无法收到数据。
3. 出现上面两个问题后，计算机显示USB断开，然后自动重新连接，但无法正常连接，显示无法找到设备描述符。

## 开发记录

### 前提条件

已经实现了USB组合设备配置模式下挂载虚拟串口和虚拟U盘。具体实现过程可参考其他开发者的文章，在此不做重复描述。

### 新增vcom

通过查看rt-thread源码，可知，各种USB设备的驱动代码位于**rt-thread\components\drivers\usb\usbdevice\class**目录下，并且看到了虚拟串口设备驱动文件**cdc_vcom.c**以及其他各类如大容量存储设备**mstorage.c**（用于虚拟U盘）等。所以我的思路就是最简单直接暴力的方法，拷贝cdc_vcom.c并重命名为**cdc_vcom2.c**作为第二路虚拟串口驱动。

![image-20230510113614416.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20230510/e886f2ff75817691af73ee4f5669719a.png)

由于拷贝过来后避免编译错误，所以需要修改，主要对**cdc_vcom2.c**修改如下：

- 修改设备名

由于设备名必须是唯一的，以及存在了vcom，故这里重新命名为vcom2。

```c
  #define VCOM_DEVICE             "vcom2"                    // vcom->vcom2
  ```

- 修改事件名和线程名

修改函数rt_usb_vcom_init内代码

```c
  rt_event_init(&data->tx_event, "vcom2", RT_IPC_FLAG_FIFO); // vcom->vcom2
  
  
      rt_thread_init(&vcom_thread, "vcom2",                  // vcom->vcom2
                     vcom_tx_thread_entry, func,
                     vcom_thread_stack, VCOM_TASK_STK_SIZE,
                     16, 20);
  ```

- 修改注册函数

避免函数重复定义，修改注册函数部分，主要就是在函数名添加了后缀2，在文件最后代码，修改如下：

```c
  struct udclass vcom_class2 =
  {
      .rt_usbd_function_create = rt_usbd_function_cdc_create2
  };
  
  int rt_usbd_vcom_class_register2(void)
  {
      rt_usbd_class_register(&vcom_class2);
      return 0;
  }
  INIT_PREV_EXPORT(rt_usbd_vcom_class_register2);
  
  #endif
  ```

### 编译并解决bug

编译后下载，运行后调试终端显示错误：

```shell
endpoint assign error
```

> 端点分配错误。

通过定位发现在文件usbdevice_core.c的rt_usbd_device_add_config()函数中报错：

![image-20230510115201142.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20230510/08b5479c13e485cc33d58c4a8ffdf43a.png)

进入函数rt_usbd_ep_assign()后通过调试发现，USB设备的端点列表无法有效分配给各接口设备，而端点列表的定义位于**libraries\HAL_Drivers\drv_usbd.c**，新增了一个虚拟串口后，需要在该列表中增加端点，修改如下：

```c
static struct ep_id _ep_pool[] =
{
    {0x0,  USB_EP_ATTR_CONTROL,     USB_DIR_INOUT,  64, ID_ASSIGNED  },
#ifdef BSP_USBD_EP_ISOC
    {0x1,  USB_EP_ATTR_ISOC,        USB_DIR_IN,     64, ID_UNASSIGNED},
    {0x1,  USB_EP_ATTR_ISOC,        USB_DIR_OUT,    64, ID_UNASSIGNED},
#else
    {0x1,  USB_EP_ATTR_BULK,        USB_DIR_IN,     64, ID_UNASSIGNED},
    {0x1,  USB_EP_ATTR_BULK,        USB_DIR_OUT,    64, ID_UNASSIGNED},
#endif
    {0x2,  USB_EP_ATTR_INT,         USB_DIR_IN,     64, ID_UNASSIGNED},
    {0x2,  USB_EP_ATTR_INT,         USB_DIR_OUT,    64, ID_UNASSIGNED},
    {0x3,  USB_EP_ATTR_BULK,        USB_DIR_IN,     64, ID_UNASSIGNED},
    // 添加一个vcom, 需要2个BULK，1个INT
    {0x5,  USB_EP_ATTR_INT,         USB_DIR_IN,     64, ID_UNASSIGNED},
    {0x6,  USB_EP_ATTR_BULK,        USB_DIR_OUT,    64, ID_UNASSIGNED},
    {0x6,  USB_EP_ATTR_BULK,        USB_DIR_IN,     64, ID_UNASSIGNED},
#if !defined(SOC_SERIES_STM32F1)
    {0x3,  USB_EP_ATTR_BULK,        USB_DIR_OUT,    64, ID_UNASSIGNED},
#endif
    {0xFF, USB_EP_ATTR_TYPE_MASK,   USB_DIR_MASK,   0,  ID_ASSIGNED  },
};
```

重新编译，下载，连接开发板，计算机正常识别出了两个串口：

![image-20230510125041534.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20230510/ced35996a0fc3c8c72432bc4fadee81b.png)

**目前就剩下前面所说的遗留问题了。**

## 附录

### 串口测试代码

添加测试文件example_vcom.c，加入编译，启动后在调试终端输入如下命令即可：

```shell
$ cmd_vcom vcom         # 测试虚拟串口1
$ cmd_vcom vcom2         # 测试虚拟串口2
```

代码如下：

```c
#include <stdint.h>
#include <rtthread.h>
#include <rtdevice.h>

#ifdef RT_USING_ULOG
#define LOG_TAG "example_vcom"
#define LOG_LVL LOG_LVL_DBG
#include <ulog.h>
#endif

int example_vcom(int argc, char *argv[]) {
  if(argc<2){
    return RT_ERROR;
  }
  rt_device_t dev = RT_NULL;
  char buf[] = "hello rt-thread!\r\n";
  dev = rt_device_find(argv[1]);

if (dev) {
    LOG_I("open usb %s", argv[1]);
    rt_device_open(dev, RT_DEVICE_FLAG_RDWR);
  } else {
    LOG_E("could not open vcom");
    return -RT_ERROR;
  }

for (int i = 0; i < 10; ++i) {
    LOG_I("send %d", i);
    rt_device_write(dev, 0, buf, rt_strlen(buf));
    rt_thread_mdelay(500);
  }
  rt_device_close(dev);
  return RT_EOK;
}

// MSH_CMD_EXPORT(example_vcom, USB Device vcom example)
MSH_CMD_EXPORT_ALIAS(example_vcom, cmd_vcom, USB Device vcom example)
```