RT-Thread-RT-Thread 适配 NXP mcxn947 usbd驱动RT-Thread问答社区

RT-Thread 适配 NXP mcxn947 usbd驱动

发布于 2024-03-26 13:28:29 浏览：384 订阅该版

[tocm]

**本文旨在介绍在RT-Thread操作系统下适配NXP mcxn947 usb device驱动的过程。不尽之处请comment或issue。
**

## 一、准备阶段
1. 下载nxp官方sdk（这里我使用vscode插件进行下载）
![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240326/6bff6eacd79d147380e717e3d4876d72.png.webp)
2. 抽取目录和文件
$(NXP_SDK_DIR)/middleware/usb/device
$(NXP_SDK_DIR)/middleware/usb/include
$(NXP_SDK_DIR)/middleware/usb/phy
$(NXP_SDK_DIR)/boards/frdmmcxn947/usb_examples/usb_device_cdc_vcom/bm/cm33_core0/usb_device_config.h 此文件抽取后放到$(NXP_SDK_DIR)/middleware/usb/include

## 二、修改阶段
1. 修改文件bsp/nxp/mcx/mcxn/Libraries/drivers/SConscript, 末尾添加内容
if  GetDepend('BSP_USING_USB_DEVICE'):
    src += ['drv_usbd.c']
    src += Glob('usb/device/*.c')
    src += Glob('usb/phy/*.c')
path =  [cwd, cwd + '/usb/device', cwd + '/usb/include', cwd + '/usb/phy']

2. bsp/nxp/mcx/mcxn/frdm-mcxn947/board/Kconfig, 末尾添加内容

config BSP_USING_USB_DEVICE
        bool "Enable usb device"
        select RT_USING_USB_DEVICE
        default y

3. 添加文件bsp/nxp/mcx/mcxn/Libraries/drivers/drv_usbd.c
4. env -> menuconfig 添加虚拟串口
![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240326/442f1ef3062c20c710190fc73216a378.png.webp)

## 三、驱动drv_usbd.c主要内容分析
1. USB_DeviceClockInit()函数
此函数主要配置了电压域和usb的时钟源。它是一个底层配置函数，与主控密切相关，参考官方的sdk可以实现。
```c
static void USB_DeviceClockInit(uint8_t controllerId)
{
#if defined(USB_DEVICE_CONFIG_EHCI) && (USB_DEVICE_CONFIG_EHCI > 0U)
    usb_phy_config_struct_t phyConfig = {
        BOARD_USB_PHY_D_CAL,
        BOARD_USB_PHY_TXCAL45DP,
        BOARD_USB_PHY_TXCAL45DM,
    };
#endif
#if defined(USB_DEVICE_CONFIG_EHCI) && (USB_DEVICE_CONFIG_EHCI > 0U)
    SPC0->ACTIVE_VDELAY = 0x0500;
    /* Change the power DCDC to 1.8v (By deafult, DCDC is 1.8V), CORELDO to 1.1v (By deafult, 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;
        }
    }
    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_EhciPhyInit(controllerId, 24000000U, &phyConfig);
#endif  
}
```

2. USB1_HS_IRQHandler()中断
这是官方关于usb的中断函数，函数名称可以在向量表处查询得到。函数里直接调用了官方sdk包提供的USB_DeviceEhciIsrFunction()，可以轻松回调usb的中断。
```c
void USB1_HS_IRQHandler(void)
{
    /* enter interrupt */
    rt_interrupt_enter();

USB_DeviceEhciIsrFunction(ehci0_handle);
    /* leave interrupt */
    rt_interrupt_leave();
}
```

3. struct udcd_ops操作函数结构体的实现
这里的操作函数接口可以把板级的底层操作顺利接入到rtt的操作系统中，因此这里应该抽取nxp官方sdk的关于usb的对应底层操作来实现。
```c
const static struct udcd_ops _ehci0_udc_ops =
{
    _ehci0_set_address,
    _ehci0_set_config,
    _ehci0_ep_set_stall,
    _ehci0_ep_clear_stall,
    _ehci0_ep_enable,
    _ehci0_ep_disable,
    _ehci0_ep_read_prepare,
    _ehci0_ep_read,
    _ehci0_ep_write,
    _ehci0_ep0_send_status,
    _ehci0_suspend,
    _ehci0_wakeup,
};
```

4. usb device的初始化函数
函数里包含了底层的初始化，并且将操作函数，可以实现的端点池全部打包进行注册，以后rtt系统需要操作usbd这个设备便可以利用对应的ops实现了。
```c
static int rt_usbd_init(void)
{
    rt_memset((void *)&_fsl_udc_0, 0, sizeof(struct udcd));
    _fsl_udc_0.parent.type = RT_Device_Class_USBDevice;
    _fsl_udc_0.parent.init = drv_ehci0_usbd_init;
    _fsl_udc_0.ops = &_ehci0_udc_ops;
    /* Register endpoint infomation */
    _fsl_udc_0.ep_pool = _ehci0_ep_pool;
    _fsl_udc_0.ep0.id = &_ehci0_ep_pool[0];

_fsl_udc_0.device_is_hs = RT_FALSE;
    rt_device_register((rt_device_t)&_fsl_udc_0, "usbd", 0);
    rt_usb_device_init();

return 0;
}
INIT_DEVICE_EXPORT(rt_usbd_init);
```

## 四、应用程序main.c的分析
1. 找到虚拟串口设备描述符
`dev = rt_device_find("vcom");`
2. 打开虚拟串口设备
`err = rt_device_open(dev, RT_DEVICE_FLAG_RDWR | RT_DEVICE_FLAG_INT_RX);`
3. 设置设备的接收回调函数
`err = rt_device_set_rx_indicate(dev, &rx_ind);`
4. 在回调里读取串口数据
`rt_device_read(dev, 0, rx, size);`

五、实验现象：
开发板以1s间隔不断输出hello world到虚拟串口，pc端可以在任意时刻发送字符到开发板。
![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240326/dc2f17223de001939a92dce5951d430d.png.webp)

repo: https://gitee.com/makhouse/rt-thread.git