Cypress固件架构彻底解析及USB枚举

转自http://www.eefocus.com/sbogwxf230/blog/12-01/237595_b89c6.html

dscr51里放的是USB描述符表，EZ-USB在重枚举阶段会读取或设置相应的描述符：

db    DSCR_DEVICE_LEN          ;; Descriptor length

db    DSCR_DEVICE                  ;; Decriptor type

dw   0002H                                 ;; Specification Version (BCD)

db    00H                                    ;; Device class

db    00H                                    ;; Device sub-class

db    00H                                    ;; Device sub-sub-class

db    64                                       ;; Maximum packet size

dw   0B404H                              ;; Vendor ID

dw   0410H                                 ;; Product ID (Sample Device)

dw   0000H                                 ;; Product version ID

db    1                                        ;; Manufacturer string index

db    2                                        ;; Product string index

db    0                                        ;; Serial number string index

db    1                                        ;; Number of configurations

【1】db  DSCR_DEVICE_LEN――bLength段

指明整个设备描述符的长度，单位字节。

【2】db  DSCR_DEVICE――bDescriporType段

描述符类型值。DSCR_DEVICE＝04H－－设备描述符。

【3】dw 0002H――bcdUSB

表明该USB设备所遵循的USB协议版本，用bcd码表示，2字节。例如2.0版本，值为0200H，用bcd码表示，低字节在前，高字节在后，表示为0002H；同理，1.1版本，则表示为1001H。

【4】db  00H――bDeviceClass段

指明USB设备所属的设备类。

＝0，表示USB各接口相互独立工作，分属不通的设备类，具体信息在接口描述符中说明；

＝1～FEH，表明该USB设备属于某个明确的设备类，例如04H代表显示设备；

＝FFH，厂商自定义的设备类。

【5】db  00H――bDeviceSubClass段

指明USB设备所述的设备子类。其值依赖bDeviceClass。

＝0，此时bDeviceClass必须首先为0；

＝1～FEH，详细的设备子类；

例如如果bDeviceClass＝04H，是显示设备，则bDeviceSubClass＝01H，表示CRT显示器；

＝FFH，厂家自定义。

【6】db  00H――bDevicePortcol段

指明USB所使用的设备类协议。其值依赖bDeviceClass和bDeviceSubClass。

＝0，表示该设备不使用任何设备类协议；

＝1～FEH，则该USB必须属于某个明确的设备类和子设备类。如视频类协议（UVC），音频类协议（UAC）等；

＝FFH，厂家自定义。

【7】db  64――bMaxPacketSize0段

指明该USB设备端点0控制传输所支持的最大数据包长度，单位字节。

【8】dw 0B404H――VID

【9】dw 0410H――PID

【10】dw 0000H――bcdDevice段

指明USB设备版本号。

【11】db 1――iManuFacture段

厂商信息字符串索引值，没有时为0。这里为1，即下面的“Cypress”字符串。

【12】db 2――iProduct段

产品信息字符串索引值，没有时为0。后面的“EZ-USB”字符串。

【13】db 0――iSerial段

USB设备序列号信息字符串索引值，没有时为0。

【14】db 1――bNumConfigurations段

指明USB设备所支持的配置数。如果USB设备支持两种传输速率，则该字段指出的是该速率下的配置数，而不是两种速率下的配置数和。

 

设备限定描述符：DeviceQualDscr

DeviceQualDscr:

db    DSCR_DEVQUAL_LEN      ;; Descriptor length

db    DSCR_DEVQUAL               ;; Decriptor type

dw   0002H                                 ;; Specification Version (BCD)

db    00H                                    ;; Device class

db    00H                                    ;; Device sub-class

db    00H                                    ;; Device sub-sub-class

db    64                                       ;; Maximum packet size

db    1                                        ;; Number of configurations

db    0                                        ;; Reserved

设备限定描述符，9个字段，共10字节。仅当该USB为高速USB设备，且设备既需支持高速（High Speed）又需支持全速（Full）时，就需要用到设备限定描述符。例如该高速USB设备目前工作于全速模式，则该描述符中包含高速模式的总体信息。

在设备请求处理函数SetupCommand(void)中，当收到读设备限定描述符请求时，会首先判断是否为高速USB设备。

【1】db  DSCR_DEVQUAL_LEN――bLength段

整个设备限定描述符的长度，单位字节，共10个字节。

【2】dbDSCR_DEVQUAL――bDescriptorType段

指出该描述符类型。06H->设备限定描述符。

【3】dw 0002H ――bcdUSB段

USB协议版本号。

【4】db  00H――bDeviceClass段

该USB设备所属的USB设备类。

【5】db  00H――bDeviceSubClass段

所属子类。对bDeviceClass的进一步细化分类说明。

【6】db  00H――bDeviceProtocol段

该设备所使用的设备类协议。

【7】db  64――bMaxPacketSize0段

端点0控制传输所支持的最大数据包长度，单位字节。

【8】db  1――bNumConfigurations段

另一速率所支持的配置数。

【9】db  0――bReserved段

保留，必须为0。

 

配置描述符：HighSpeedConfigDscr/FullSpeedConfigDscr

db    DSCR_CONFIG_LEN          ;; Descriptor length

db    DSCR_CONFIG                  ;; Descriptor type

db    (HighSpeedConfigDscrEnd-HighSpeedConfigDscr) mod 256

;; Total Length (LSB)

db    (HighSpeedConfigDscrEnd-HighSpeedConfigDscr)/256

;; Total Length (MSB)

db    1                                        ;; Number of interfaces

db    1                                        ;; Configuration number

db    0                                        ;; Configuration string

db    10000000b                          ;; Attributes (b7 - buspwr，b6 - selfpwr，b5 - rwu)

db    100                                     ;; Power requirement (div 2 ma)

配置描述符包含8个字段，共9字节。所有的USB设备至少包含一个配置描述符，例如这里包含两个配置描述符高速HighSpeedConfigDscr和全速FullSpeedConfigDscr。

【1】db  DSCR_CONFIG_LEN――bLength段

描述符长度，9字节。

【2】db  DSCR_CONFIG――bDescriptorType段

描述符类型。

【3】db  (HighSpeedConfigDscrEnd-HighSpeedConfigDscr) mod 256

db    (HighSpeedConfigDscrEnd-HighSpeedConfigDscr) / 256――wTotalLength段

指明配置信息总长度，2字节表示。为配置描述符，接口描述符，端点描述符，设备类定义描述符，供应商自定义描述符长度的和。在这里只有配置、接口和端点描述符。

【4】db  1――bNumInterface段

指明该配置所支持的接口数，最小为1。

【5】db  1――bConfigurationValue段

指明该配置的配置值。例如这里值为1，在重枚举时，主机发送Setconfiguration(x)，当x＝1时，就调用该配置。

【6】db  00――iConfiguration段

该配置的字符串索引值，没有时为0。

【7】db  10000000b――bmAttributes段

指明该配置的特性，8位。

b0~b4，保留，必须为0；

b5：远程唤醒选择。＝1，支持远程唤醒；＝0，不支持远程唤醒；

b6：是否总线电源选择。如果该USB设备外加了电源，＝1，使用总线电源；＝0，使用自供的电源；

b7：必须为1。

在主机设备请求case SC_GET_STATUS，case GS_DEVICE中获得该信息。

【8】db  100――bMaxPower段

总线供电时，该USB设备可获得的最大电流。单位2mA，所以最大值为250。如果该电流得不到满足，USB将不能使用这个配置。

 

接口描述符：

;; Interface Descriptor

db    DSCR_INTRFC_LEN           ;; Descriptor length

db    DSCR_INTRFC                   ;; Descriptor type

db    0                                        ;; Zero-based index of this interface

db    0                                        ;; Alternate setting

db    6                                        ;; Number of end points

db    0ffH                                          ;; Interface class

db    00H                                    ;; Interface sub class

db    00H                                    ;; Interface sub sub class

db    0                                        ;; Interface descriptor string index

接口描述符有9个字段，共9字节。注意，主机不能用SetDescription和GetDescription来设置和读取接口描述符，它只能作为配置描述符的一部分信息返回，在主机发送case SC_GET_DESCRIPTOR，且case GD_CONFIGURATION时一并读取。所以我们看到，在fw.c文件中并没有对接口描述符的判断。

【1】db  DSCR_INTRFC_LEN――bLength段

描述符长度。

【2】db  DSCR_INTRFC――bDescriptorType段

描述符类型。

【3】db  0――bInterfaceNumber段

指明该接口的接口号。

【4】db  0――bAlternateSetting段

指明接口的可替换设置值。

【5】db  6――bNumberEndpoints段

指明接口所使用的断点数，不包括端点0。

【6】db  0ffH――bInterfaceClass段

指明接口所使用的设备类。

＝0，保留；

＝1～FEH，表明该接口属于某个明确的USB设备类；

＝FFH，厂家自定义的设备类。

【7】db  00H――bInterfaceSubClass段

该接口所属的USB设备子类。

【8】db  00H――bInterfaceProtocol段

该接口所使用的设备类协议。

【9】db  0――iInterface段

接口字符串描述符的索引值，没有时为0。

 

;; Endpoint Descriptor

db    DSCR_ENDPNT_LEN         ;; Descriptor length

db       DSCR_ENDPNT                  ;; Descriptor type

db    02H                                    ;; Endpoint number， and direction

db    ET_BULK                           ;; Endpoint type

db    00H                                    ;; Maximun packet size (LSB)

db    02H                                    ;; Max packect size (MSB)

db    00H                                    ;; Polling interval

端点描述符有6个字段，共7字节。和接口描述符一样，也不能由主机通过发送GetDedcription()请求读取，只能作为配置信息case GD_CONFIGURATION的一部分返回给主机。

【1】db  DSCR_ENDPNT_LEN――bLength段

该描述符长度，单位字节。

【2】db  DSCR_ENDPNT――bDescriptorType段

该描述符类型。

【3】db  02H――bEndpointAddress段

指明端点的端点号及传输方向。

b0~b3：该端点的端点号。如0001端点1，0010端点2；

b4~b6：保留，必须为0；

b7：端点传输方向。1－IN传输；0－OUT传输。

【4】db  ET_BULK――bmAttributes段

指明端点的一些特性。

b0~b1：端点的传输类型。00－控制传输，01－同步传输，10－块传输，11－中断传输。

b2~b3：当该端点为同步端点时，这两位指出同步类型。00－非同步，01－异步，10－自适应，11－同步。

b4~b5：端点用法类型。00－数据端点，01－显示反馈端点，10－隐式反馈端点，11－保留。

b6~b7：保留，必须为0。

【5】db  00H――wMaxpacketSize段(LSB)

指明端点所支持的最大数据包长度，共16位。

b0~b10：端点所支持的最大数据包长度。

b11~b12：当该端点为高速中断端点或同步端点时，这两位指出每小帧中最多传输的事务数。00－每小帧1次（默认），01－每小帧2次（附加一次），10－每小帧3次（附加2次），11－保留。

b13~b15：保留，必须为0。

【5】db  02H――wMaxpacketSize段(MSB)

高8位。数据包大小为：0000 0010 0000 0000，取0～10位，还是0200，512字节。

【6】db  00H――bInterval段

指明端点数据传输的访问间隔。

低速中断端点：＝10～255ms；

全速中断端点：＝1～255ms；

高速中断端点：＝1～16，访问间隔为2(bInterval-1)(幂)×1us；

全速/高速同步端点：＝1～16，访问间隔为2(bInterval-1)(幂)×1ms 和2(bInterval-1)(幂)×1us；

高速块/控制out端点：指明其最大NAK握手包发送速率。＝0，表示该端点永远不会发出NAK握手包；＝其他值，表示每个bInterval时间内，该端点最多只能发送一次NAK握手包。

其他类型端点：该字段无效。

 

字符串描述符：StringDscr1:

StringDscr1:

db    StringDscr1End-StringDscr1 ;; String descriptor length

db    DSCR_STRING

db    'C'，00

db    'y'，00

db    'p'，00

db    'r'，00

db    'e'，00

db    's'，00

db    's'，00

StringDscr1End:

3个自独，长度是变化的（字节）。

偏移量	域	大小	值	描述
0	bLength	1	N+2	此描述表的字节数
1	bDescriptorType	1	常量	字串描述表类型
2	wLANGID[0]	2	数字	语言标识（LANGID）码0
…	…	…	…	…
N	wLANGID[x]	2	数字	语言标识（LANGID）码X

【1】db   StringDscr1End-StringDscr1――bLength段

描述符长度

【2】db   DSCR_STRING―― bDescriptorType段

描述符类型。

【3】Unicode编码的字符串。

 

FW.C文件，是比较难看懂的了，这个要逐字逐句研读，我当初整整看了一个星期，边理解，边一行一行的注释，可以说，看懂了，USB协议部分也就差不多了。从main()函数开始看：

DWORD              i;

WORD          offset;

DWORD              DevDescrLen;

WORD          IntDescrAddr;

WORD          ExtDescrAddr;

Sleep = FALSE;           //初始化用户变量 休眠使能－－禁止

Rwuen = FALSE;        //远程唤醒－－禁止

Selfpwr = FALSE;

GotSUD = FALSE;      //SetUp令牌包到来标志

定义了一些变量，具体用途在后面；第二段同时对变量进行初始化，从名字可以看出其用途。

TD_Init();

紧接着调用TD_Init()函数，是一些我们自己的初始化配置。

//定向USB描述符

pDeviceDscr = (WORD)&DeviceDscr;

pDeviceQualDscr = (WORD)&DeviceQualDscr;

pHighSpeedConfigDscr = (WORD)&HighSpeedConfigDscr;

pFullSpeedConfigDscr = (WORD)&FullSpeedConfigDscr;

pStringDscr = (WORD)&StringDscr;

这段代码用来获取USB的各个描述符在68013内存中的地址，准确说是在RAM中的地址，在dscrpt.a51文件中有定义，所有的描述符组成了整个的描述符表，后面会用到。

if ((WORD)&DeviceDscr & 0xE000)

这段代码及以后的，在固件中解释是：

Is the descriptor table in external RAM (> 8Kbytes)? If yes, then relocate. Note that this code only checks if the descriptors START in external RAM. It will not work if the descriptor table spans internal and external RAM.

意思是说，这段代码用来判断描述符表首址，也就是前面的DeviceDscr、DeviceQualDscr等是否位于68013的外部RAM区，如果是，则移除，然后将描述符表移到内部RAM区，为什么要移到内部RAM区，因为当描述符表位于外部RAM时，USB是不工作的。那么如何判断描述符地址是否超出内部RAM的地址呢？首先，&DeviceDscr取得整个描述符表的首地址（它也是DeviceDscr设备描述的首址），然后和0xE000相与，为什么要和0xE000相与？这就牵涉到68013 FX2的内部结构图：

上图针对的是128pin的FX2，如果是56或100pin的，那么没有外部RAM,只有内部RAM。可以看到，FX2内部RAM从0000-FFFF，其他为外部RAM。而内部RAM中，只有从0000-1FFF和从E000-FFFF的区域可用，其他为系统保留。从0000-1FFF这8K bytes的内部RAM空间，叫做主RAM，对56，100，128pin来说，都可以同时作为程序或数据存储器（对128pin来说，EA=0）。再看&DeviceDscr & 0xE000的结果，要为“真”的话，显然，必须&DeviceDscr>=0X2000,也就是说判断的是描述表首址&DeviceDsc是否大于1FFF，刚好是主RAM区的大小，这就是为什么要用&DeviceDscr和 0xE000相与就来判断实现了描述符表首地址的原因了。

// 重定向描述符

IntDescrAddr = INTERNAL_DSCR_ADDR;

ExtDescrAddr = (WORD)&DeviceDscr;

DevDescrLen = (WORD)&UserDscr - (WORD)&DeviceDscr + 2;

for (i = 0; i < DevDescrLen; i++)

*((BYTE xdata *)IntDescrAddr+i) = *((BYTE xdata *)ExtDescrAddr+i);

判断发现描述符表首址位于外部RAM的后，紧接着就将外部RAM的描述符移到内部RAM。这里就用到了前面定义的变量，IntDescrAddr保存内部RAM首址0X80，ExtDescrAddr保存我们获得的当前描述符表外部RAM的首址 ，DevDescrLen是整个描述表的长度，从DeviceDscr段到UserDscr段，在dscrptr中有定义。然后for循环，将从ExtDescrAddr地址开始的外部RAM中的数据逐个copy到从IntDescrAddr地址开始的内部RAM区。

// 更新描述符指针

pDeviceDscr = IntDescrAddr;

offset = (WORD)&DeviceDscr - INTERNAL_DSCR_ADDR;

pDeviceQualDscr -= offset;

pConfigDscr -= offset;

pOtherConfigDscr -= offset;

pHighSpeedConfigDscr -= offset;

pFullSpeedConfigDscr -= offset;

pStringDscr -= offset;

完毕后更新描述符指针，指向内部RAM区，通过原指针减去一个偏移量得到。

然后是USB的一些初始状态设置：

EZUSB_IRQ_ENABLE();                  // EZUSB中断使能

EZUSB_ENABLE_RSMIRQ();               // 使能远程唤醒中断

INTSETUP |= (bmAV2EN | bmAV4EN);   //使能INT2,4自动向量跳转

USBIE |= bmSUDAV | bmSUTOK | bmSUSP | bmURES | bmHSGRANT;// 使能所选择中断

EA = 1;                                // 开8051中断

EZUSB_IRQ_ENABLE();预定义是EZUSB=1,查TRM得知，ezusb是EIE寄存器的第0位，EIE.0=1,使能USB中断；EZUSB_ENABLE_RSMIRQ();EICON |= 0x20，EICON.5=1,使能远程唤醒中断；INTSETUP |= (bmAV2EN | bmAV4EN);使能INT2,4自动向量跳转；USBIE |= bmSUDAV | bmSUTOK | bmSUSP | bmURES | bmHSGRANT;使能所选择中断，相关的中断意义，我也一知半解，后面慢慢学习补充；EA = 1;开8051中断。

从下面的代码开始，才真正开始我们自己的USB事务处理：

while(TRUE)                             // Main Loop主循环

{

// Check for pending SETUP

if(GotSUD)                         //等待SETUP令牌数据的到来

{

SetupCommand();              // Implement setup command //处理SETUP事务

GotSUD = FALSE;      // Clear SETUP flag   清Setup标志

}

if(GotSUD)，GotSUD是令牌包标志，准确的说是“令牌阶段数据到来”，什么是令牌包？

首先，USB一连串的数据传输、处理、响应等就叫做USB事务。例如，上位机要读取一个描述符，那么就会触发一次USB事务。一个完整的USB事务处理有三个阶段：令牌阶段，数据阶段，握手阶段。每个阶段数据传输是有各种包组成的，例如令牌阶段：同步字段＋令牌包＋EOP构成。

USB主机启动事务处理，开始发送令牌包，这个时候假如说我们当前的USB设备地址号为2（重枚举时分配的），而主机发送的地址号也为2，那么这个USB 设备硬件会产生中断，进入中断处理。也就是periph.c文件中的void ISR_Sudav(void)函数，在这个中断处理中，设置 GotSUD标志为TRUE，表示收到令牌数据，要启动USB传输了。然后我们固件中判断if(GotSUD)，GotSUD为真，则执行 SetupCommand()函数，在这里处理控制传输，读取描述符，设置特性，处理Vendor命令等。完毕后置GotSUD = FALSE;然后检查USB各种状态并处理：

if (Sleep)

如果USB进入了休眠状态，这里Sleep是USB休眠标志，和GotSUD一样，USB休眠后产生中断，进入void ISR_Susp(void)函数处理，置sleep标志为TRUE。

if(TD_Suspend())

检测USB是否挂起

{

Sleep = FALSE;                                                     //清Sleep标志

do

{

EZUSB_Susp();                                              // 置8051为空闲状态.

}

while(!Rwuen && EZUSB_EXTWAKEUP());              //如果唤醒

EZUSB_Resume();                                                 //从空闲状态中恢复

TD_Resume();

到这里，一个事务处理完毕，等待下次事务处理中断的到来。

在继续看fw.c文件前，我觉得有必要先把USB的整个工作过程搞懂！搞懂了USB整个工作过程，对FW中的列举/重列举就比较好理解了。这也是我自己曾经学习的一个过程吧，我并没有一开始就去仔细推敲USB协议方面的东西，而是先看一个大概，然后学到哪里不懂的时候，再回过头去进一步研究，这样慢慢就理解深入了。个人觉得好多书里一上来就给你细细剖析协议的，完全是浪费脑细胞，越看越糊。

以下参照《USB原理与工程实践》这本书上讲的，我简化了一下，算是自己的理解吧：

【1】USB连上电脑（实际是集线器HUB），但是还没有上电。也就是说VCC还没有电压，到VCC上有5V电压有一个很短的延时过程。该过程主机PC和HUB通信。

【2】USB上电，但是还没有被复位。此时不能响应USB任何事务，也没有被分配到任何设备地址，包括默认地址。集线器通过检测D+，D-上的电压来判断是否有新的USB设备连接。

当检测到有新的USB设备连接时，报告给PC。该过程主机和HUB通信。

【3】复位USB总线。PC通知HUB复位USB总线，获得传输模式（低速？全速还是高速）。复位后，USB设备获得一个默认的设备地址号0。此过程PC和HUB通信。

【4】USB设备获得地址号0后，可使用该地址号进行某些事务处理。

使用地址号0，控制传输，端点0，主机开始和USB设备功能层开始通信。

USB功能层是USB总线结构中的一个，USB总线结构由USB功能层，USB设备层，USB接口层构成。USB功能层，主要负责数据传输操作，就是控制传输，中断传输，块传输，同步传输。

【5】主机开始获得USB设备的信息（例如刚开始要获得USB控制传输所支持的最大数据包长度），那么就要向USB设备发命令（发送GetDescription来获得设备描述符信息），于是启动一个USB事务处理，而USB事务处理分为3个阶段：

令牌阶段

数据阶段

握手阶段

也就是说，这一步中，主机发送GetDescription请求读取设备描述符，获得USB控制传输所支持的最大数据包长度（只需读取前8个字节即可），这是一个USB事务，既然是事务，那么所有的USB事务必然从令牌包开始，于是USB固件首先等待令牌包到来，然后处理相应的命令。这样，主机通过发送GetDescription请求（USB 1.1中标准请求之一），读取设备描述符DeviceDscr，目的是获取控制传输支持的最大字节数（第8个字节），一旦检测到这个数，主机复位USB总线并开始进入枚举过程。

【6】至此，开始进入枚举过程。主机向USB设备发送SetAddress请求，为其分配一个新的，唯一的设备地址（1～127，总共127个）。以后，USB将使用这个新的地址号与主机通信。

【7】主机循环向USB设备发出GetDescription请求，读取所有的描述符，获得该USB设备的全部配置信息。首先读取设备描述符DeviceDscr全部字段，然后读取配置描述符Configuration，接口描述符，端点描述符，其他各种设备类描述符以及自定义描述符等。

【8】然后主机根据读取的产品识别码(PID)、供应商ID(VID)选择一个合适的驱动加载，如果第一次使用，则提示发现新硬件。

【9】加载了USB驱动后，主机发送SetConfigration()请求为该USB设备选择合适的配置，主机为该USB设备选择一个配置值，一个接口，一个可替换设置值。

【10】至此，USB枚举结束。

那么，什么是重枚举呢？

首先，上面的USB枚举是对通用USB来说的，一般USB设备只有枚举过程，没有重枚举过程。也就是说其实，对EZ-USB系列来说，上面的枚举举实际包含了EZ-USB枚举和重枚举两个过程：

对EZ-USB来说，枚举过程就是USB上电复位到加载固件这段过程，此时USB设备地址号为默认的0号，枚举完成后，驱动为cypress...eeprom..missing(FX2/FX2LP来说)。然后加载固件，进行重枚举，重枚举完成后，显示驱动为cypress...ez-usb...example或其他自定义设备。

为什么EZ-USB有重枚举过程呢？这就是为了可以让主机在前期固件未加载前自动枚举，识别USB，从而可以从上位机加载固件到68013的RAM中，而无需使用ROM, EEPROM, FLASH等内存。实现“软件”架构加载程序代码，随时修改固件。

EZ-USB如何控制重枚举？

首先，EZ-USB有一个寄存器USBCS，其中第1位USBCS.1为Renum控制枚举重枚举。在USB上电未加载固件代码前，Renum＝0，表示使用“EZUSB核心”对芯片的初始配置，处理主机设备请求，并负责把固件下载到RAM中，这个过程就是“枚举”，完成该枚举过程的设备叫做“缺省USB设备（地址号0）”，即驱动显示为“...missing”的设备。当固件被下载到8051 RAM后，此时Renum＝1，表示使用“增强8051核心”处理主机设备请求，并按照固件的代码（读取所有描述符）重新配置USB设备，这个过程就叫做“重枚举”，完成重枚举后，显示自定义的USB设备“...example”，实际是模拟断开与连接的过程。

用下表表示：

	处理设备请求	Renum	8051动作
枚举	EZUSB核心	Renum＝0	8051置Renum＝1
重枚举	8051	Renum＝1	8051重置Renum＝0

在重枚举完成后，对控制端点0的设备请求可以由“EZUSB核心”处理或由“增强8051核心”处理，由Renum的值决定。芯片上电时Renum＝0，由“EZUSB核心”处理；一旦8051开始运行，就可以设置Renum＝1，由“增强8051核心”处理，表示按照8051下载的固件代码处理。

当然，这时也可以设置Renum＝0，让“EZUSB核心”处理端点0的设备请求，而让8051完成具体的USB数据传输，这样做会大大简化8051固件代码。

然后再看接下来的代码：

注意，在这段代码之前，EZUSB已经枚举完成，当然，整个过程是自动的，我们看不见的。

#ifndef NO_RENUM

if(!(USBCS & bmRENUM))       //如果RENUM位为0，则重列举

{

EZUSB_Discon(TRUE);             //重枚举

}

#endif

这段代码即告诉USB进行重枚举，用软件设置，模拟USB断开与连接，EZUSB_Discon(TRUE)完成断开连接，具体实现在EZUSB.lib库中，大概代码是这样的：

void UsbDisconnect(BOOL renum)

{

if(renum)

USBCS |= (bmDISCON | bmRENUM);     

else

USBCS |= bmDISCON;

EZUSB_Delay(1500);

USBIRQ = 0xff;

EPIRQ = 0xff;

EZUSB_IRQ_CLEAR();

USBCS &=~bmDISCON;

}

将USBCS寄存器的DICON位置1，断开USB，同时如果RENUM位为0，则置1；然后重新连接USB。

// unconditionally re-connect. If we loaded from eeprom we are

// disconnected and need to connect. If we just renumerated this

// is not necessary but doesn't hurt anything

USBCS &=~bmDISCON;           //重新连接

CKCON = (CKCON&(~bmSTRETCH)) | FW_STRETCH_VALUE; // Set stretch

// clear the Sleep flag.

Sleep = FALSE;                         //清sleep标志

这段代码英文意思说的很清楚了，CKCON还不清楚干什么用的。

紧接着主机开始读描述符，并进行配置（发送SetConfiguration），加载驱动等，完成重枚举。

 

 

 

Cypress固件架构彻底解析

 

算是给所有正在学习USB,还徘徊着不得其门而入的朋友一个入门的契机吧，我也深知入门的痛苦，有些人入门就是抱着那什么USB协议，包定义，帧格式等啃来啃去的，结果啃不出个所以然来。

依我的经验来看，协议方面的东西，随便找本书，过一遍就行了；然后，你的终点应该放在你如何来写第一个成功的USB固件；而要写USB固件，那么了解Cypress固件架构是必要的，也是重中之重；再然后，等你积累了一些端点，控制，bulk，中断传输，SlaveFIFO,GPIF等等的经验后，再回过头去看协议方面的内容，就会有更加深刻的体会了；然后，你就可以试着更改fw.c文件了——这个时候你就是高手了。

【1】：首先，还是说下工具吧！

1：你要有一块68013的USB板子，淘宝随便买块好了，还送不少资料。

2：要准备开发工具，去Cypress官网下一个Cy3684的开发包，全称：

cy3684_ez_usb_fx2lp_development_kit_15.exe

网址：http://www.cypress.com/?rID=14321

3.安装开发包。工具就是Cypress USB Console了。怎么用不用我说了吧，这篇文章的主题是Cypress固件架构。

【2】好了，进入主题，固件架构。以一个3684开发包自带的例子讲解。

(1) 进入目录（个人找自己的）：D:\Program Files\Cypress\USB\Examples\FX2LP\Bulkloop；

(2) 到D:\Program Files\Cypress\USB\Target文件价下把Cypress头文件Fx2.h，fx2regs.h，syncdly.h这三个头文件拷到bulkloop文件夹里。

(3) keil设置output里关掉Run User Program #1（前面的勾去掉）（别说不会用keil。。。）

(4) 检查keil C51文件路径是否正确。（如果你的keil是直接装载C:\Keil下，那不会有错误，否则，自行设置正确的路径。）

【3】现在可以打开bulkloop工程并编译链接正确了。

在工程下，有以下几个文件：

其中，USBJmpTb.OBJ和EZUSB.LIB基本上是每个工程都要添加的，是一些中断向量表，EZUSB的函数库等等，不用管它们。

现在重点看前面三个文件：

(1) fw.c：这个文件是整个USB的固件根本（FirmWare的缩写），USB协议方面的通信都是在这里完成的，包括上电枚举，重枚举，唤醒以及调用用户自己的程序和控制命令等等。基本上，如非必要，尽量不要动这个文件的内容，也不要在里面书写你自己的任何代码。

(2) bulkllop.c：这个就是用户自己的代码书写文件（原始名称：periph.c）。我们所有的代码都在这个文件里书写。Cypress已经给我们搭好了架构。

void TD_Init(void)：这个函数只会在USB启动后调用一次。在这个函数里添加你自己的初始化代码，也就是传输数据前要处理的，例如IO口配置，时钟，端点，FIFO的选择等等。

我们看bulkloop的初始化，它在USB的in，out传输启动前进行了哪些初始化：

CPU时钟频率，USB工作模式选择，端点选择，端点传输方向，FIFO大小的配置等等。

void TD_Poll(void)：Poll中文意思调度，这个函数就是用户调度程序，USB会在空闲的时候反复调用该函数，所以我们把自己需要反复执行的代码放在这里。例如在bulkloop里，它就实现了反复从端点2接收上位机数据然后传给端点6，再从端点6传给上位机（4，8端点一样）。

BOOL DR_VendorCmnd(void)：这个函数就是自定义命令代码的书写处。我们的Vendor命令都会写在这里，fw.c固件会自动调用我们的代码。

void IO_Init(void);  //8051 IO 初始化

void REG_Init(void); //8051 寄存器初始化

BOOL TD_Suspend(void);   // 挂起处理

BOOL TD_Resume(void);    // 唤醒处理

  功能文件，处理各种中断。例如PERIPH.C 文件。8051 一般默认只有四个中断，这显然不够USB 使用，所以CYPRESS 引入了自动向量的概念，相当于软中断，大大扩展了现有的中断数量。主要的中断有：

 

void ISR_Sudav(void) interrupt 0  // 收到setup 包

 

void ISR_Sutok(void) interrupt 0 // 收到SETUP 令牌

 

void ISR_Sof(void) interrupt 0 // 收到起始帧

 

void ISR_Ures(void) interrupt 0 // 收到RESET

 

void ISR_Susp(void) interrupt 0  // 收到挂起信息

 

void ISR_Highspeed(void) interrupt 0 // 高速模式

 

void ISR_Ep0ack(void) interrupt 0   // 正常响应ACK

 

void ISR_Stub(void) interrupt 0

 

void ISR_Ep0in(void) interrupt 0

 

void ISR_Ep0out(void) interrupt 0

 

void ISR_Ep1in(void) interrupt 0

 

void ISR_Ep1out(void) interrupt 0 //EP1 输入中断

 

void ISR_Ep2inout(void) interrupt 0     //EP2 中断

 

void ISR_Ep4inout(void) interrupt 0

 

void ISR_Ep6inout(void) interrupt 0

 

void ISR_Ep8inout(void) interrupt 0

 

void ISR_Ibn(void) interrupt 0

特别是对于接受数据，一般都在中断中完成相应处理，“中断中适合进行少量简短的操作，不适合进行复杂操作”，这句话在
此依然有效。如果要进行复杂的操作可以在TD_POLL()中进行（多数操作都是在这个函数中完成的）。
另外非常重要的一点是，中断程序的结尾应该让中断复位，允许下一次中断，有些端点的计数器也要清零并允许接受新的中断请求。例如：
    EP1OUTBC = 0; //清空计数
    EZUSB_IRQ_CLEAR(); //USB中断复位
    EPIRQ = 0x08;     //允许EP1中断请求

 

 

 

void ISR_Ep0in(void) interrupt 0～void ISR_Ep8inout(void) interrupt 0：这几个函数是当使用端点中断传输时，中断代码的书写处，很少用。

以上，是经常会用到的几个函数；其他，基本不常用。

(4) ：dscr.51:这个文件是USB描述符文件，包括了设备描述符，接口描述符，端点描述符，字符串等等。里面的英文都注释得很详细了，我就不多做介绍了，刚开始入门的时候，这个文件也不必改动。

【4】然后说下几个包含文件：

(1) fx2.h：预定义宏及函数声明

(2) fx2regs.h：68013的寄存器地址定义。

(3) syncdly.h：同步延时。在其他文件里经常调用的一个函数SYNCDELAY就是这里定义的。

(4) ntrins.h:C51一些数据类型及函数定义。

好了，就写到这里，搞懂每个文件的作用非常非常重要，这样，你就可以知道自己的代码书写在什么地方，遇到不明的函数，定义可以到指定的位置查询，或者想修改某个设置（例如想把端点2设成IN,端点6设成out），知道到哪个文件里去修改。

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