STM32 USB高速USB端口加持4G联网

RT-Thread物联网操作系统 2022-07-11 10:59:01

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1、前言

关于STM32F4USB驱动程序（FULL SPEED）目前是可以用，但是有很多问题，比如NAK的问题，导致U盘读写出错。USB底层驱动程序中进行OUT传输时必须增加一个1ms延时的问题。等等储多问题。本文高速USB的驱动程序参考了网友@sakumisu的文章：基于 CherryUSB 调试 dwc2 usb host 笔记，感谢他在USB方面做出的研究与调试。
2、STM32高速USB的调试

STM32高还USB可以使用内部DMA来进行USB的数据包的传输，会大增加USB通信的速度，同时可以解决使用FULL SPEED过程中遇到的各种问题，因此花时间来修改STM32F的USB驱动程序，把USB RNDIS设备驱动更换到高速USB接口，代码的修改的几个方面如下：

2.1. 使用高速USB接口要更换 USB的IO管脚，大家所熟知的PA10, PA11只能用于全速USB，换成高速USB后要使用PB14, PB15管脚本，程序做如下初始化。

screenshot_image.png
调试程序时，总想着这地方简单，不会搞错，结果USB驱动部分程序改好了后，怎么调试都无法进入USB中断，最后检查到这里是USB高速管脚配置成GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF10_OTG_HS导致的，修改这部分代码时没有查看手册，根据GPIO_AF10_OTG_FS的宏定义查看到有GPIO_AF10_OTG_HS定义，就直接改了导致的。看来总在小河沟里翻船呀，总以为这里简单，不会出错。结果因为IO的配置的问题已经遇到了2次了，上一次是调试SPI2驱动程序，修改IO看手册，看手册。
2.2 USB驱动程序的修改
USB驱动程序的修改，主要修改了操作系统设备驱动程序接口drv_usbh.c文件，在这个文件中对USB驱动使用全速USB与高速USB全部做了初始化，采用宏定义DRV_USBH_USE_HS来进行切换。此宏定义可以在rtconfig.h中增加，定义此宏表示使用高速USB，不定义使用全速USB。代码很多，请参考博客后面的git仓库链接。

STM32F低层USB驱动程序的改进，改进时兼容原来全速USB的功能。具体的改进点如下：

1、使用高速USB时，需要打开DMA设置。

2、使用高速USB时，需要关闭NAK中断，如果不关NAK中断会调程序调到你怀疑人生。

3、驱动程序使用高速USB端口，实际工作在全速的模式。

4、使用时注意硬件管脚的变化，可以直接采用跳线连接USB口到PB14, PB15上面。
3、代码仓库

上面所做的高速USB的驱动程序的优化已经上传到GIT仓库上面。参见版本标签V1.2
STM32 USB HOST驱动4G网卡
https://github.com/longtengmcu/USB-HOST-driver-4G-rndis-device
4、性能提升

采用FTP下载文件并且写入到FLASH中的测试方式，下载一个310Kbyte文件，使用全速USB时下载时间为10秒，使用高速USB时下载时间约7秒。最关键的时解决了全速USB驱动设备时各种返回NAK的问题。

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