【STM32H7】第3章 ThreadX USBX协议栈移植到STM32H7
3.1 初学者重要提示
1、 本章使用的ST专门为STM32H7提供的软件包：
http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=108816
2、 本章配套例子使用SD卡模拟一个U盘，使用的MicroUSB接口。
3.2 USBX移植步骤
ThreadX USBX的移植步骤如下：
3.2.1 第1步，了解整体设计框架
为了方便大家移植，需要大家先对移植好的工程有个整体认识：
3.2.2 第2步，添加USBX和USB驱动到工程
这里我们在FileX教程做的模板例子基础上添加USBX文件和USB驱动文件，大家可以直接从本章教程提供的例子里面复制。
模拟U盘驱动文件ux_device_msc.c/.h和ux_device_descriptors.c/.h添加到自己的工程里面，路径不限。
配套例子是放在Userusb文件。
USB驱动文件stm32h7xx_hal_hcd.c，stm32h7xx_hal_pcd.c，stm32h7xx_hal_pcd_ex.c和stm32h7xx_ll_usb.c。
这个是STM32H7的HAL库自带的。
USBX相关源文件。
大家可以将所有相关文件都复制到自己的工程里面，配套例子是放在USBX。
3.2.3 第3步，添加工程路径
大家根据自己添加的源文件位置，添加相关路径即可：
3.2.4 第4步，禁止掉添加进来一些文件
之所以要禁止掉是因为这些文件要用到NetXDUO网络协议栈，或者大家不添加进来都是可以的。添加进来后再禁止的优势是添加时候可以全选添加。
禁止的方法是右击此文件去掉如下对钩即可：
3.2.5 第4步，配置GPIO和时钟
USB时钟配置在bsp.c文件的函数SystemClock_Config里面：
{
/*
USB工作需要48MHz的时钟，可以由PLL1Q，PLL3Q和HSI48提供
PLL1Q用于给SDMMC提供时钟
PLL3Q给LTDC提供时钟，也可以跟USB共用，不过得更USB设置相同的频率才可一起用。
HSI48可以供USB独享，就是精度不是很高。
*/
RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInitStruct = {0};
#if 0
/* PLL3-Q for USB Clock = 48M */
PeriphClkInitStruct.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_USB;
PeriphClkInitStruct.PLL3.PLL3M = 5;
PeriphClkInitStruct.PLL3.PLL3N = 48;
PeriphClkInitStruct.PLL3.PLL3P = 2;
PeriphClkInitStruct.PLL3.PLL3Q = 5;
PeriphClkInitStruct.PLL3.PLL3R = 2;
PeriphClkInitStruct.PLL3.PLL3RGE = RCC_PLL3VCIRANGE_2;
PeriphClkInitStruct.PLL3.PLL3VCOSEL = RCC_PLL3VCOWIDE;
PeriphClkInitStruct.PLL3.PLL3FRACN = 0;
PeriphClkInitStruct.UsbClockSelection = RCC_USBCLKSOURCE_PLL3;
if (HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInitStruct)!= HAL_OK)
{
Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
}
#else
PeriphClkInitStruct.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_USB;
PeriphClkInitStruct.UsbClockSelection = RCC_USBCLKSOURCE_HSI48;
if (HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInitStruct) != HAL_OK)
{
Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
}
HAL_PWREx_EnableUSBVoltageDetector();
#endif
}
USB的GPIO，NVIC初始化在demo_sd_usbx.c：
/* 配置USB GPIO, NVIC */
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
GPIO_InitStruct.Pin = (GPIO_PIN_11 | GPIO_PIN_12);
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF10_OTG1_FS;
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
/* 使能USB FS时钟 */
__HAL_RCC_USB2_OTG_FS_CLK_ENABLE();
/* 在睡眠模式下禁用USB时钟 */
__HAL_RCC_USB2_OTG_FS_ULPI_CLK_SLEEP_DISABLE();
/* 配置USB FS中断 */
HAL_NVIC_SetPriority(OTG_FS_IRQn, 0x2, 0);
HAL_NVIC_EnableIRQ(OTG_FS_IRQn);
}
/* 初始化USB */
{
HAL_PWREx_EnableUSBVoltageDetector();
memset(&hpcd_USB_OTG_FS, 0x0, sizeof(PCD_HandleTypeDef));
hpcd_USB_OTG_FS.Instance = USB2_OTG_FS;
hpcd_USB_OTG_FS.Init.dev_endpoints = 8;
hpcd_USB_OTG_FS.Init.use_dedicated_ep1 = 0;
hpcd_USB_OTG_FS.Init.ep0_mps = 0x40;
hpcd_USB_OTG_FS.Init.low_power_enable = 0;
hpcd_USB_OTG_FS.Init.phy_itface = PCD_PHY_EMBEDDED;
hpcd_USB_OTG_FS.Init.Sof_enable = 0;
hpcd_USB_OTG_FS.Init.speed = PCD_SPEED_FULL;
hpcd_USB_OTG_FS.Init.vbus_sensing_enable = 0;
hpcd_USB_OTG_FS.Init.lpm_enable = 0;
/* 初始化USB */
HAL_PCD_Init(&hpcd_USB_OTG_FS);
/* 设置TX FIFO和RX FIFO */
HAL_PCDEx_SetRxFiFo(&hpcd_USB_OTG_FS, 1024);
HAL_PCDEx_SetTxFiFo(&hpcd_USB_OTG_FS, 0, 64);
HAL_PCDEx_SetTxFiFo(&hpcd_USB_OTG_FS, 1, 1024);
/* 注册STM32到USBX协议栈并初始化 */
status = ux_dcd_stm32_initialize((ULONG)USB2_OTG_FS, (ULONG)&hpcd_USB_OTG_FS);
if (status != FX_SUCCESS)
{
return;
}
}
3.2.6 第5步，MPU配置
为了方便大家移植测试，我们这里直接关闭AXI SRAM的读Cache和写Cache（这样就跟使用STM32F1或者STM32F4系列里面的SRAM一样）。此配置是在bsp.c文件的MPU_Config函数里面实现：
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: MPU_Config
* 功能说明: 配置MPU
* 形 参: 无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void MPU_Config( void )
{
MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct;
/* 禁止 MPU */
HAL_MPU_Disable();
#if 0
/* 配置AXI SRAM的MPU属性为Write back, Read allocate，Write allocate */
MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;
MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x24000000;
MPU_InitStruct.Size = MPU_REGION_SIZE_512KB;
MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_CACHEABLE;
MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER0;
MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL1;
MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
#else
/* 当前是采用下面的配置 */
/* 配置AXI SRAM的MPU属性为NORMAL, NO Read allocate，NO Write allocate */
MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;
MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x24000000;
MPU_InitStruct.Size = MPU_REGION_SIZE_512KB;
MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_NOT_BUFFERABLE;
MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE;
MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER0;
MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL1;
MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
#endif
/* 配置FMC扩展IO的MPU属性为Device或者Strongly Ordered */
MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;
MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x60000000;
MPU_InitStruct.Size = ARM_MPU_REGION_SIZE_64KB;
MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE;
MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER1;
MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL0;
MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
/*使能 MPU */
HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT);
}
3.2.7 第7步，添加应用代码（USB中断，打开U盘和关闭U盘）
USB操作专门整理到了文件demo_sd_usbx.c。主要三部分，打开U盘，关闭U盘和USB中断服务程序。这三个函数基本是通用的，大家直接复制粘贴使用即可
特别注意USB中断服务程序别忘了添加。
3.3 USBX的模拟U盘移植接口文件ux_device_msc.c说明
这里将USBX的底层接口文件ux_device_msc.c的实现为大家简单做个说明。
3.3.1 状态函数app_usb_device_thread_media_status
代码如下：
UINT app_usb_device_thread_media_status(VOID *storage, ULONG lun, ULONG media_id, ULONG *media_status)
{
/* The ATA drive never fails. This is just for app_usb_device only !!!! */
return (UX_SUCCESS);
}
此函数主要用于获取SD卡模拟U盘的状态。
3.3.2 读取函数app_usb_device_thread_media_read
代码如下：
/**
* @brief Function implementing app_usb_device_thread_media_read.