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MASSstorage
Bulk-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_STRUCT
USB_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 StorageClass
UFICommandSpecification.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。