11 KiB

Raw Blame History

CherryUSB

English

CherryUSB 是一个小而美的、可移植性高的、用于嵌入式系统(带 USB IP)的 USB 主从协议栈。

为什么选择

易于学习 USB

为了方便用户学习 USB 基本知识、枚举、驱动加载、IP 驱动，因此，编写的代码具备以下优点：

代码精简，逻辑简单，无复杂 C 语言语法
树状化编程，代码层层递进
Class 驱动和 porting 驱动模板化、精简化
API 分类清晰（从机：初始化、注册类、命令回调类、数据收发类；主机：初始化、查找类、数据收发类）

易于使用 USB

为了方便用户使用 USB 接口，考虑到用户学习过 uart 和 dma，因此，设计的数据收发类接口具备以下优点：

等价于使用 uart tx dma/uart rx dma
收发长度没有限制，用户不需要关心 USB 分包过程（porting 驱动做分包过程）

易于发挥 USB 性能

考虑到 USB 性能问题，尽量达到 USB 硬件理论带宽，因此，设计的数据收发类接口具备以下优点：

Porting 驱动直接对接寄存器，无抽象层封装
Memory zero copy
IP 如果带 DMA 则使用 DMA 模式（DMA 带硬件分包功能）
长度无限制，方便对接硬件 DMA 并且发挥 DMA 的优势
分包功能在中断中处理

目录结构

目录名	描述
class	usb class 类主从驱动
common	usb spec 定义、常用宏、标准接口定义
core	usb 主从协议栈核心实现
demo	主从 class demo
docs	文档
osal	os 封装层
platform	其他 os 全家桶适配
port	usb 主从需要实现的 porting 接口
tools	工具链接

Device 协议栈简介

CherryUSB Device 协议栈对标准设备请求、CLASS 请求、VENDOR 请求以及 custom 特殊请求规范了一套统一的函数框架，采用面向对象和链表的方式，能够使得用户快速上手复合设备，不用管底层的逻辑。同时，规范了一套标准的 dcd porting 接口，用于适配不同的 USB IP，达到面向 ip 编程。

CherryUSB Device 协议栈当前实现以下功能：

支持 USB2.0 全速和高速设备，USB3.0 超速设备
支持端点中断注册功能，porting 给用户自己处理中断里的数据
支持复合设备
支持 Communication Device Class (CDC_ACM, CDC_ECM)
支持 Human Interface Device (HID)
支持 Mass Storage Class (MSC)
支持 USB VIDEO CLASS (UVC1.0、UVC1.5)
支持 USB AUDIO CLASS (UAC1.0、UAC2.0)
支持 Device Firmware Upgrade CLASS (DFU)
支持 USB MIDI CLASS (MIDI)
支持 Remote NDIS (RNDIS)
支持 WINUSB1.0、WINUSB2.0(带 BOS )
支持 Vendor 类 class
支持相同 USB IP 的多从机

CherryUSB Device 协议栈资源占用说明（GCC 10.2 with -O2）：

file	FLASH (Byte)	No Cache RAM (Byte)	RAM (Byte)
usbd_core.c	3516	256(default) + 320	0
usbd_cdc.c	392	0	0
usbd_msc.c	2839	128 + 512(default)	16
usbd_hid.c	364	0	0
usbd_audio.c	1455	0	0
usbd_video.c	2494	0	84
usbd_rndis.c	2109	3340	76

Host 协议栈简介

CherryUSB Host 协议栈对挂载在 roothub、外部 hub 上的设备规范了一套标准的枚举实现，对不同的 Class 类也规范了一套标准接口，用来指示在枚举后和断开连接后该 Class 驱动需要做的事情。同时，规范了一套标准的 hcd porting 接口，用于适配不同的 USB IP，达到面向 IP 编程。最后，协议栈使用 OS 管理，并提供了 osal 用来适配不同的 os。

CherryUSB Host 协议栈当前实现以下功能：

自动加载支持的Class 驱动
支持阻塞式传输和异步传输
支持复合设备
支持多级 HUB,最高可拓展到 7 级(目前测试 1拖 10 没有问题，当前仅支持 dwc2 和 ehci)
支持 Communication Device Class (CDC_ACM, CDC_ECM)
支持 Human Interface Device (HID)
支持 Mass Storage Class (MSC)
Support USB Video CLASS（商业收费）
Support USB Audio CLASS（商业收费）
支持 Remote NDIS (RNDIS)
支持 USB Bluetooth (支持 nimble and zephyr bluetooth 协议栈，支持 CLASS: 0xE0 或者厂家自定义类，类似于 cdc acm 功能)
支持 Vendor 类 class
支持 USB modeswitch
支持相同 USB IP 的多主机

同时，CherryUSB Host 协议栈还提供了 lsusb 的功能，借助 shell 插件可以查看所有挂载设备的信息，包括外部 hub 上的设备的信息。

CherryUSB Host 协议栈资源占用说明（GCC 10.2 with -O2）：

file	FLASH (Byte)	No Cache RAM (Byte)	RAM (Byte)
usbh_core.c	~7700	512 + 8 * (1+x) *n	28
usbh_hub.c	~5600	32 + 4* (1+x)	12 + sizeof(struct usbh_hub) * (1+x)
usbh_cdc_acm.c	~1200	7	4 + sizeof(struct usbh_cdc_acm) * x
usbh_msc.c	~2500	32	4 + sizeof(struct usbh_msc) * x
usbh_hid.c	~1000	128	4 + sizeof(struct usbh_hid) * x
usbh_video.c	~3700	128	4 + sizeof(struct usbh_video) * x
usbh_audio.c	~3100	128	4 + sizeof(struct usbh_audio) * x
usbh_rndis.c	~3900	4096 + 2 * 2048	sizeof(struct usbh_rndis) * 1
usbh_cdc_ecm.c	~2500	2 * 1514	sizeof(struct usbh_cdc_ecm) * 1
usbh_bluetooth.c	~2300	2 * 2048(default)	sizeof(struct usbh_bluetooth) * 1

其中，sizeof(struct usbh_hub) 和 sizeof(struct usbh_hubport) 受以下宏影响：

#define CONFIG_USBHOST_MAX_EXTHUBS          1
#define CONFIG_USBHOST_MAX_EHPORTS          4
#define CONFIG_USBHOST_MAX_INTERFACES       8
#define CONFIG_USBHOST_MAX_INTF_ALTSETTINGS 8
#define CONFIG_USBHOST_MAX_ENDPOINTS        4

x 受以下宏影响：

#define CONFIG_USBHOST_MAX_CDC_ACM_CLASS 4
#define CONFIG_USBHOST_MAX_HID_CLASS     4
#define CONFIG_USBHOST_MAX_MSC_CLASS     2
#define CONFIG_USBHOST_MAX_AUDIO_CLASS   1
#define CONFIG_USBHOST_MAX_VIDEO_CLASS   1

USB IP 支持情况

仅列举标准 USB IP 和商业性 USB IP

IP	device	host	Support status
OHCI(intel)	none	OHCI	×
EHCI(intel)	none	EHCI	√
XHCI(intel)	none	XHCI	√
UHCI(intel)	none	UHCI	×
DWC2(synopsys)	DWC2	DWC2	√
MUSB(mentor)	MUSB	MUSB	√
FOTG210(faraday)	FOTG210	EHCI	√
CDNS2(cadence)	CDNS2	CDNS2	√
CDNS3(cadence)	CDNS3	XHCI	×
DWC3(synopsys)	DWC3	XHCI	×

文档教程

CherryUSB 快速入门、USB 基本概念，API 手册，Class 基本概念和例程，参考 CherryUSB Documentation Tutorial

视频教程

USB 基本知识点与 CherryUSB Device 协议栈是如何编写的（使用v0.4.1 版本），参考 https://www.bilibili.com/video/BV1Ef4y1t73d.
CherryUSB 腾讯会议（使用v1.1.0 版本），参考 https://www.bilibili.com/video/BV16x421y7mM.

图形化界面配置工具

chryusb_configurator 采用 electron + vite2 + ts 框架编写，当前用于自动化生成描述符数组，后续会增加其他功能。

示例仓库

Manufacturer	CHIP or Series	USB IP	Repo Url	Support version	Support status
Bouffalolab	BL702/BL616/BL808	bouffalolab/ehci	bouffalo_sdk	<= latest	Long-term
ST	STM32F1x	fsdev	stm32_repo	<= latest	Long-term
ST	STM32F4/STM32H7	dwc2	stm32_repo	<= latest	Long-term
HPMicro	HPM6750	hpm/ehci	hpm_sdk	<= latest	Long-term
Essemi	ES32F36xx	musb	es32f369_repo	<= latest	Long-term
Phytium	e2000	pusb2/xhci	phytium_repo	v0.10.2	Long-term
artinchip	d12x/d13x/d21x	aic/ehci/ohci	luban-lite	<= latest	Long-term
Espressif	esp32s2/esp32s3	dwc2	esp32_repo	<= latest	the same with ST
AllwinnerTech	F1C100S/F1C200S	musb	cherryusb_rtt_f1c100s	<= latest	the same with Essemi
WCH	CH32V307/ch58x	ch32_usbfs/ch32_usbhs/ch58x	wch_repo	<= v0.10.2	TBD
Nordicsemi	Nrf52840	nrf5x	nrf5x_repo	<= v0.10.2	No more updated
Raspberry pi	rp2040	rp2040	pico-examples	<= v0.10.2	No more updated

Contact

CherryUSB QQ 群:642693751 CherryUSB 微信群：与我联系后邀请加入

支持企业

感谢以下企业支持（顺序不分先后）。

11 KiB Raw Blame History Unescape Escape