USB之:MTKUSB软件框架及其MassStorage Class规范学习

MTKUSB软件框架及其MassStorage Class规范学习总结

目录

一MTKUSB支持功能设备

二USB软件体系结构介绍

2.1代码目录

2.2软件架构

2.3主要数据结构,函数,宏,变量

三MS功能设备分析

3.1 MS概述

3.2 MS功能模块组成

3.3 MS时序图以及消息流程

3.4MS数据传输流程图以及状态机

四小结

摘要

本文主要描述MT6236平台之USB的软件框架，重点介绍MS规范流程，且着重针对驱动源代码做分析，包括代码架构，时序图，状态机进行分析总结。

一MTKUSB支持功能设备协议：

1）massstorage类：

norflash做存储设备;

nandflash做存储设备;

RAMdisk,内存做存储设备；

T卡；

cmrom;

2)通信设备：

虚拟串口；

3）.多媒体类

图像MTP;

图像采集；

4）.视频设备

USB复合视频接口

5）.网络设备

RNDIS //RemoteNetwork Driver Interface SpecificationRNDIS是指RemoteNDIS，基于USB实现RNDIS实际上就是TCP/IPover USB，就是在USB设备上跑TCP/IP，让USB设备看上去像一块网卡。

6）特殊应用设备：

TC01----对应设备描述USB_COMPOSITE_MULTI_COM。作用就是热电偶测量设备（连至各类USB端口后，可将PC（或者手机）作为显示器并且实时监测数据。NIUSB-TC01与J、K、R、S、T、N和B热电偶兼容） 

7)OTG_SUPPORT---------支持。

 

---------------------------------------软件设备描述：

支持的设备类型在usb_comm.h

{

USB_UNKOWN=0,

USB_CDC_ACM, //虚拟串口设备,

USB_MASS_STORAGE, //海量存储设备，就是手机当U盘那样用

USB_VIDEO, //USB摄像头功能

USB_COMPOSITE_VIDEO_COM,/*USB复合视频接口(手机作为视频输出源，USB作为复合视频接口，输出到显示设备,如LG液晶显示器“L206WU”，就支持USB视频接口*/

USB_STOP_MS, //没有什么用，为什么？？？？

USB_CDC_ACM_LOGGING, //USB虚拟串口打印log

USB_IMAGE, //USB图像类，应该是图像采集的意思。手机作为一个USB图像采集卡功能。

USB_IMAGE_MTP, /*IMAGE_MTP：就是手机从设备，PC端的图片浏览器作为发起者，通过USB,手机端准从IMAGE_MTP规范，向该浏览器发送图片数据。反之，多媒体传输就是直接传输图片和音频视频，会直接放到手机的制定文件夹里，方便手机直接打开。*/

USB_STOP_MTP, //没有用，？？？？

USB_COMPOSITE_MULTI_COM, //复用设备：COM+TC01 36不支持。代码是有的，估计是其他平台系列支持。

USB_RNDIS,                

USB_COMPOSITE_RNDIS_COM, ////复合设备：RNDIS+COM口

USB_MASS_STORAGE_CDROM_ONLY,

USB_MAX_DEVICE_TYPE

}

 

二软件框架

2.1代码目录：包括3个部分：

代码目录

文件列表

描述

\code\venusmmi\app\Cosmos\USBApp

Vapp_usb_usbmode.cpp

Vapp_usb_normalmode.cpp

…...

 

USB应用层

code\plutommi\Service\UsbSrv

usbsrv.c

USBservicelayer

手机USB功能驱动：

\code\hal\connectivity\usb_driver

bootloader驱动：

code\hal\system\bootloader\src

手机USB功能驱动：

usb_phy_drv.c

bootloader驱动：

usbdl_usbacm_adap.c

usbdl_XXXX.c usbdl_XXX.h

USB驱动层：HAL

\code\usb

usb_mode.c

usb_task.c

…….

USB task相关

code\hal\peripheral\src\

dcl_chr_det.c

中断检测:

CHR_USB_EINT_HISR()

有两种中断消息，OTG用的是A接口和接口B常规（MS,）请参考USB电气标准

A：MSG_ID_USB_A_PLUGIN_IND

B:MSG_ID_USB_B_PLUGIN_IND //同理OUT消息

 

2.2整体软件架构：

软件框架（图1）

2.3主要数据结构,函数,宏,变量：

（1）宏

__CHARGER_USB_DETECT_WIHT_ONE_EINT__ //charger and usb share same EINT

PMIC_PMU_SERIES

PMIC_CHR_USB_DET_EINT_LEVEL_ACTIVE_LOW低有效

PMIC_CHR_USB_DET_EINT_LEVEL_TRIGGER电平触发

PMIC_CHR_USB_DETECT_THROUGH_USB //驱动USBand charger

DRV_USB_IP_V3 //usb 控制器芯片IP核版本

__COSMOS_MMI_PACKAGE__是关闭；原来pluto_mmi有用

（1）数据结构：

1.CHR_DET_TYPE_ENUM \\\\\\充电类型

2.chr_usb_detect_struct \\\\各种区分USB，charger方式

3.USB_DEVICE_STATE \\\为什么要设备状态？请参考USB设备架构。iddle下士缺省态

4.g_UsbMode /*在USB插拔时候到USB-task时候第一件事就是设置模式。比较重要的结构，

那用来做什么的？表明USB设备(手机)现在用来做什么功能。比如发送Atcmd；LOG；下载；massstorage;开机（就是开机，啥也不做）;

主要参数包括：

cable_type电缆的类型（A,B接口）；

mode_param参数；

usb_menu_en是否要弹出框（声明comport,下载，log就不需要弹出）*/

5.Usb_Command //USB命令格式

6.Usb_Dev_Dscr //USB设备描述符（还有其他描述符格式，自己找找看哦）

7.Usb_EpBIn_Status和Usb_EpBOut_Status定义的是MASSstorageBulk-Only传输协议。

8.Usb_Device//这个结构比较牛逼，必须理解。描述一个设备功能，特性，还有还有一些协议上共性的参数。

 

设备驱动数据结构：

USB_DiskDriver_STRUCTUSB_MSDC_drv;/// massstroage功能函数接口；SD卡

USB_DiskDriver_STRUCTUSB_RAM_drv；//massstroage功能函数接口；RAMdisk

 

 

（3）变量：pw_chr_type.

（4）函数：

1.中断部分函数:

CHR_USB_EINT_HISR()//充电器，USB插入先经过这里处理。

USB_IP_V3_check_charger_or_usb（）//区分USB和charger

USB_EINT_HISR（）//////通过USBtask,有USB插拔动作（MSG_ID_USB_B_PLUGIN_IND，MSG_ID_USB_B_PLUGOUT_IND）

CHRDET_HISR（)////通知BMT有充电器插入

 

2.USB管理层函数：

USB_Mode_Selection（）

usb_task_main（）

 

 

三MS功能设备分析

3.1MS概述

USB组织定义了海量存储设备类（MassStorage Class）的规范，也称USB海量存储协议，这个类规范包括四个独立的子类规范，即：

1.USB Mass Storage Class Control/Bulk/Interrupt (CBI) Transport

2.USB Mass Storage Class Bulk-Only Transport

3.USB Mass Storage Class ATA Command Block

4.USB Mass Storage Class UFI Command Specification

前两个子规范定义了数据/命令/状态在USB上的传输方法。Bulk-Only传输规范仅仅使用Bulk端点传送数据/命令/状态，CBI传输规范则使用Control/Bulk/Interrupt三种类型的端点进行数据/命令/状态传送。后两个子规范则定义了存储介质的操作命令。ATA命令规范用于硬盘，UFI命令规范是针对USB移动存储。

3.2mass storage功能模块组成：

宏：__USB_MASS_STORAGE_ENABLE__

  FormMTK图2

消息流程：

注意：这里到了选择massstorage了。前面插入USB的时候，其实手机端（术语应该是设备端）还没有启动，设备端什么都还没有做，也就是说还没有开始做枚举，配置状态等等，PC端尚不知道手机端的USB功能设备的启动，主机也不会发送请求命令过来。

3.3时序图：

FormMTK图3

分析：

a.MMImass storageselect:--->VappUSBNormalModeContext::onCommandPopupClick(VfxIdid)configMSMTP(DEVUSB_CFG_ACTION_MASS_STORAGE);

b.Msg to l4c : MSG_ID_MMI_EQ_USBCONFIG_REQ；

c.MSG_ID_DRVUEM_USBCFG_REQ-------重要MSG------这个消息是上层经过L4C,发送到USBtask的消息。做什么用呢？就是根据USB_DEVICE_TYPE通过USB_Config_Req_Hdlr函数------》USB_Config_Type（）设置owner，初始化USB设备，USBstorage设备驱动（就是前面的USB_DiskDriver_STRUCT）,FAT初始化；注册功能数。USB_Register_CreateFunc（）；USB_Register_Device_Code（）；

 

3.3.2对于USB设备端的存储器是T卡时候：直接调用SD驱动来操作读写数据。结构体：USB_MSDC_drv

kal_boolusbms_read_all(void*data, kal_uint32 LBA, kal_uint16 sec_len, kal_uint32 ID)

kal_boolusbms_write_all(void*data, kal_uint32 LBA, kal_uint16 sec_len, kal_uint32 ID)

3.3.3对于USB设备端的存储器是Norflash时候，驱动接口为：USB_NOR_drv；实际上是通过封装文件系统：USB_SYSTEM_drv

3.3.4对于USB设备端的存储器是Nandflash时候，驱动接口为：USB_NAND_drv

 

3.4USBMS数据传输流程图以及状态机

这里针对数据的R/T流程做了一个流程图分析，如下：

                                         数据传送状态机

上述的状态机里面提到了读写过程的CMD，他们都是UFI命令。

参考UniversalSerial BusMass StorageClassUFICommandSpecification.pdf

UFI命令格式列表：

命令

值

描述

USBMS_FORMAT_UNIT

04h

格式化存储单元

USBMS_INQUIRY                

12h

索取器件信息

USBMS_MODE_SENSE

5aH

向host传输参数

USBMS_MODE_SELECT

55h

允许Host对外部设备设置参数

USBMS_PREVALLOW_MEDIA_REMOVL        

1eh

写保护

USBMS_READ10                        

28h

Host读存储介质中的二进制数据

USBMS_READ12                        

a8h

同上

USBMS_READ_FORMATCAPACITY        

23h

查询当前容量及可用空间

USBMS_REQUESTSENSE                

03h

请求设备向主机返回执行结果，及状态数据

USBMS_START_STOP_UNIT                        

1bh

主机请求去加载或者卸载介质设备

USBMS_TEST_UNIT_READY                        

00h

请求设备报告是否处于Ready状态

USBMS_VERIFY                        

2fh

在存储中验证数据

USBMS_WRITE10                        

2ah

从主机向介质写二进制数据

USBMS_WRITE12

aah

同上，

USBMS_READ_CAPACITY

25h

获取设备容量

相关文件：

usbms_state.c

MS的状态机处理

usbms_drv.c

MS的中断以及驱动部分（断点，DMA驱动）

usbms_adap.c

MS的文件系统的读写或者存储器的直接读写

四小结：

本文介绍USB的大体框架，以及关键代码，重点介绍MS规范的知识，以及分析其中的流程。