USB使用参考

---

REVISION HISTORY

Revision No.	Description	Date
1.0	Initial release	09/06/2024
1.1	文档架构优化	04/18/2025

1. 概述

USB（通用串行总线，Universal Serial Bus）是一种广泛使用的接口标准，主要用于连接计算机与外部设备，实现数据传输和设备供电。

2. 关键字说明

• Device

  通过USB接口连接至计算机或其他设备以实现数据传输、供电或扩展功能的外部硬件，如U盘、键盘、移动硬盘等。

• Host

  USB Host是控制USB总线并管理连接设备的主控端（如电脑、手机），负责供电、数据传输协调及驱动加载，使外部设备（如U盘、鼠标）得以正常工作。

3. 功能描述

• 支持2个usb port

• 每个usb port都支持host mode和device mode

• USB Device EP资源

  EP0	EP1	EP2	EP3	EP4	EP5	EP6
  64	2048	1024	64	512	128	128

4. Uboot用法介绍

4.1. ufu使用

Uboot CONFIG要开启CMD_SSTAR_UFU, 如果需要编译空片升级的uboot,还需要额外开启CONFIG_SSTAR_AUTOBOOT_RUN_UFU_ALWAYS

使用方法：Uboot下输入ufu, 就会进入ufu升级模式，等待PC工具启动升级

4.2. usbstar使用

Uboot CONFIG要开启CONFIG_CMD_SSTAR_USBSTAR

使用方法：project下执行./image/makefiletools/script/make_usb_upgrade_sigmastar.sh，将生成的image bin放入Fat32格式的U盘，将U盘插入USB Host口，Uboot下输入usbstar，就可以开始升级

5. Kernel用法介绍

5.1. Linux配置使用USB device

5.1.1 kernel config配置

device的配置方式主要是开启UDC的配置(udc-msx250x.ko)和gadget的一些配置(具体看需要哪个function)

开启Gadget核心层和UDC配置(生成usb-common.ko、udc-core.ko、udc-msb250x.ko)

[*]USB support  --->
    [M]USB Gadget Support  --->
        USB Peripheral Controller  --->
            [M]Sstar USB 2.0 Device Controller

使用configfs脚本开启gadget配置, 红色箭头指向为配置具体的device function(生成libcomposite.ko, 以及具体function的ko(usb_f_xxx.ko))

[*]USB support  --->
    [M]USB Gadget Support  --->
        [M]USB functions configurable through configfs

也可通过leagacy方式加载对应的g_xxx.ko来配置gadget:

[*]USB support  --->
    [M]USB Gadget Support  --->
           USB Gadget precomposed configurations

例如adb需要打开如下配置(生成usb_f_fs.ko):

5.1.2. dts配置

对应pcupid.dtsi里面的节点如下, msb250x-udc-p0和msb25x-udc-p1分别对应P0和P1，default status分别是okay和disabled

参数	释义	备注
reg	register基地址	硬件固定地址，不能修改
reg-names	register名称	驱动根据名称获取reg，不能修改
interrupts	中断	由硬件决定，不能修改
interrupt-names	中断名称	驱动根据名称获取中断，不能修改
maximum-speed	最大速率	支持high-speed和full-speed
ep_name	endpoint名称	驱动根据名称获取ep个数，不能修改
ep_maxpkt_limit	endpoint最大包的长度	硬件固定值
ep_fifo_size	endpoint fifo size	硬件固定值
dma_channel_num	dma通道的数量	硬件固定值
clocks	使用的clock配置	硬件固定值

5.1.3. ko加载

按如下顺序加载ko:

#usb2.0 device normal ko
usb-common.ko
udc-core.ko
udc-msb250x.ko
libcomposite.ko
#device function ko
例如adb需要加载usb_f_fs.ko
#如果是leagacy配置方式，还需要加载g_xxx.ko

sdk如果需要默认开启需要在project/kbuild/customize/XXX/pcupid/dispcam/kernel_mod_list加入上述ko, 其中XXX表示kernel版本

5.2. Linux配置使用USB Host

Pcupid的2个USB Port均支持配置成USB host

5.2.1. kernel config配置

kernel config打开如下配置:

COFNIG_USB_EHCI_HCD:(生成ehci-hcd.ko)

CONFIG_SSTAR_USB2_PHY:(生成sstar-usb2-phy.ko)

5.2.2. dts配置

对应pcupid.dtsi的节点如下, USB2.0配置成host需要设置sstar_ehci0/sstar_ehci1节点的status为okay, 当前ehci0/ehci1默认为disabled/okay

参数	释义	备注
reg	register基地址	硬件固定地址
interrupts	中断	固定中断
phys	使用的phy节点	引用的phy节点
phy-names	phy名称	驱动通过此获取phy节点
clocks	使用的clock配置	时钟源

5.2.3. ko加载

按如下顺序加载ko:

#usb2.0 host normal ko
usb-common.ko
usbcore.ko
sstar-usb2-phy.ko
ehci-hcd.ko

sdk如果需要默认开启需要在project/kbuild/customize/XXX/pcupid/dispcam/kernel_mod_list加入上述ko, 其中XXX表示kernel版本

5.2.4. usb2.0 port0 OTG使用参考

首先dts中host和device均需要enable

P0口：msb250x-udc-p0和sstar_ehci0

P1口：msb250x-udc-p1和sstar_ehci1

如果host和device的驱动都加载了，根据加载顺序默认会配置成device，可以通过脚本来切换host或device，脚本路径：Alkaid\project\release\chip\pcupid\dispcam\common\glibc\10.2.1\debug\bin\debug\usb_otg.sh 板端rootfs路径：/customer/usb_otg.sh

#USB2.0 P0切换为device
/customer/usb_otg.sh 0 device
#USB2.0 P0切换为host
/customer/usb_otg.sh 0 host
#USB2.0 P1切换为device
/customer/usb_otg.sh 1 device
#USB2.0 P1切换为host
/customer/usb_otg.sh 1 host

5.3. UVC device配置

首先参考Linux配置使用USB device

5.3.1. kernel config配置

开启UVC device function配置(生成ko:libcomposite.ko、usb_f_uvc.ko、g_sstar_gadget.ko)

Device Drivers  --->
    [*]USB support  --->
        [M]USB Gadget Support  --->
            [M]USB functions configurable through configfs
            USB Gadget precomposed configurations  --->
                [M]USB SigmaStar Gadget
                [*]Include configuration with UVC (Video)

开启Multimedia配置(生成的ko:mc.ko、videodev.ko、videobuf2-common.ko、videobuf2-v4l2.ko、videobuf2-memops.ko、videobuf2-vmalloc.ko、videobuf2-dma-sg.ko、uvcvideo.ko)

Device Drivers  --->
    [*]Multimedia support  --->
        Media drivers  --->
            [*]Media USB Adapters  --->
                [M]USB Vide Class (UVC)
        Media device types  --->
            [*]Cameras and video grabbers
        Media core support  --->
            [*]Media Controller API

5.3.2 ko加载

按如下顺序加载ko:

#multimedia ko
mc.ko
videodev.ko
videobuf2-common.ko
videobuf2-v4l2.ko
videobuf2-memops.ko
videobuf2-vmalloc.ko
videobuf2-dma-sg.ko
uvcvideo.ko
#uvc device ko
udc-core.ko
libcomposite.ko
usb_f_uvc.ko
udc-msb250x.ko
g_sstar_gadget.ko

sdk如果需要默认开启需要在project/kbuild/customize/XXX/pcupid/dispcam/kernel_mod_list加入上述ko, 其中XXX表示kernel版本 ko加载成功之后将生成/dev/video0节点，板子USB device口用USB线连接到PC端，运行UVC demo使用PotPlayer等播放器打开摄像头设备将出现UVC Camera设备

5.4. UVC host配置

首先参考Linux配置使用USB Host

5.4.1. kernel config配置

开启Multimedia配置(生成的ko:mc.ko、videodev.ko、videobuf2-common.ko、videobuf2-v4l2.ko、videobuf2-memops.ko、videobuf2-vmalloc.ko、videobuf2-dma-sg.ko、uvcvideo.ko)

Device Drivers  --->
    [*]Multimedia support  --->
        Media drivers  --->
            [*]Media USB Adapters  --->
                [M]USB Vide Class (UVC)
        Media device types  --->
            [*]Cameras and video grabbers
        Media core support  --->
            [*]Media Controller API

5.4.2 Vbus控制

kernel已经包含了相关的Vbus去拉gpio的逻辑，需要根据在dts加入vbus的控制信息，下图在加入P1的vbus GPIO信息， USB host在init阶段会将该GPIO拉高，来给device上电

5.4.3. ko加载

#multimedia ko
mc.ko
videodev.ko
videobuf2-common.ko
videobuf2-v4l2.ko
videobuf2-memops.ko
videobuf2-vmalloc.ko
videobuf2-dma-sg.ko
uvcvideo.ko
#usb2.0 host ko
sstar-usb2-phy.ko
ehci-hcd.ko

sdk如果需要默认开启需要在project/kbuild/customize/XXX/pcupid/dispcam/kernel_mod_list加入上述ko, 其中XXX表示kernel版本 ko加载成功之后，板子USB host口用USB线连接到uvc device设备，可以看到/dev/videoX节点

6. FAQ

Q1：Kernel下USB Host接入Device无法识别

1. 检查是否有将vbus拉高

2. 检查DTS ehci节点的status是否为ok

3. 检查kernel config是否配置

Q2：Kernel下high speed device识别成full speed

1. 检查device上级是否有接full speed hub

Q3：Uboot下U盘升级失败

1. 检查是否有将vbus拉高

2. 检查DTS ehci节点的status是否为ok

3. 检查U盘是否是Fat32格式

Q4：USB空片升级失败

1. 检查是否处于空片升级状态，空片升级状态串口会打印Start USB Mode

2. 检查打包的usb image是否和板子匹配