USB通信について

USB(Universal Serial Bus)の目的

パソコンに接続されている周辺機器インターフェースを統合していくこと。

USBは、PnP(プラグ&プレイ)機能がある。

コネクタの着脱により、自動的にデバイス接続/切り離し処理が行われる。

デバイスが接続されたか否かは、各ハブの部分で検出される。

ホストがハブをチェックしに行ったとき、検出する。

ハブを多段に接続することで、一つのUSBポートに多数のデバイスが接続できる。

USBは、ハブは5段まで。

USBは、各デバイスにアドレスを割り振る。

アドレス・ビット長は7ビット

接続出来るデバイスは最大127台。

USBの転送は、ホストがターゲットをポーリングし、ターゲットが応答する形で行われる。

多数のターゲットが接続し、応答を待っていると、遅すぎてバスが渋滞してしまう。

データ転送も、データ転送を受け取れたか否かをターゲットのCPUが応答するまでは待てない。

上記問題を解決する方法として、エンドポイントという概念がある。

エンドポイント：

通常は、ネットワークに繋がっている、PCやサーバ、スマホなど端末のこと。

ここでいうエンドポイントは、通信端点のこと。

参考：

USBコントローラにエンドポイントを複数持つことにより、ソフトウェアは、複数の通信経路として

認識することが出来るようになる。

FIFOバッファ・メモリ

参考記事：

サスペンドとは

Windowsの省電力機能の一つで、長時間使用されていないUSB機器への電力供給を停止するもの。

Windows の初期設定時、電力の消耗を抑えるため、

一定時間使用していない USBポートは自動的に電源が切れるように設定されている。

「 USB のセレクティブサスペンドの設定 」 を無効にすることで、一定時間経過後も USB機器の電源が切れないように設定することができます。

レジュームとは

レジュームとは、コンピュータの実行状態を保存して停止させ、次に使用するとき即座に停止直前の状態に復帰する機能。

特に、停止状態から操作可能な状態に復元する動作のこと。

サスペンド処理

STM32Cube HALライブラリを使用してUSBの一時停止（Suspend）コールバック関数を実装しています。

code:c

void HAL_PCD_SuspendCallback(PCD_HandleTypeDef *hpcd)

{

/* Inform USB library that core enters in suspend Mode. */

USBD_LL_Suspend((USBD_HandleTypeDef*)hpcd->pData);

__HAL_PCD_GATE_PHYCLOCK(hpcd);

/* Enter in STOP mode. */

/* USER CODE BEGIN 2 */

if (hpcd->Init.low_power_enable)

{

/* Set SLEEPDEEP bit and SleepOnExit of Cortex System Control Register */

SCB->SCR |= (uint32_t)((uint32_t)(SCB_SCR_SLEEPDEEP_Msk | SCB_SCR_SLEEPONEXIT_Msk));

}

UsbApi_Suspend();

/* USER CODE END 2 */

}

/** ************************************************************** */

/**

* サスペンド処理

* @param void : None

* @return void : None

*/

/** ************************************************************** */

void UsbApi_Suspend( void )

{

GUsbCtrlInf.bUsbCnct = (bool)false; ///<USB未接続状態

UsbApi_ChgConnectState( (bool)false ); ///<USB接続状態変更(未接続)

}

/** ************************************************************** */

/**

* USB接続状態変更

* @param bCnct : true=接続/false=未接続

* @return void : None

*/

/** ************************************************************** */

void UsbApi_ChgConnectState( bool bCnct )

{

UCHAR ucIntSts; ///<割込み許可/禁止状態

/** 接続時 *************************************************** */

if ( bCnct == true ) { ///<接続?

/** USB送受信バッファ情報の初期化 ************************** */

UsbTxBuff_InitInf(); ///<USB送信バッファ情報の初期化

UsbRxBuff_InitInf(); ///<USB受信バッファ情報の初期化

}

/** 割込み禁止 *********************************************** */

ucIntSts = __disable_irq2(); ///<割込み禁止

/** 接続時 *************************************************** */

if ( bCnct == true ) { ///<接続?

GUsbCtrlInf.bUsbCnct = true; ///<USB接続フラグON

GUsbCtrlInf.bUsbNewCnct = true; ///<USB新規接続フラグON

GUsbCtrlInf.usSendResetTim = USBTIMER_SENDNONE; ///<送信リセットタイマ=更新なし

GUsbCtrlInf.eTxSt = USB_TX_ST_IDLE; ///<USB送信ステート=IDLE

GUsbCtrlInf.usEsofCnt = 0; ///<ESOFカウンタをクリア

HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim13); ///<タイマースタート

}

/** 未接続時 ************************************************* */

else { ///<未接続!!

GUsbCtrlInf.bUsbCnct = false; ///<USB接続フラグOFF

GUsbCtrlInf.bOpenComm = false; ///<COMMオープンフラグOFF

GUsbCtrlInf.bReConnecting = false; ///<USB再接続中フラグOFF

// GUsbCtrlInf.bReConnecting = true; ///<USB再接続中フラグON

GUsbCtrlInf.usReCnctTim = USB_RECONNECT_TIM; ///<USB再接続タイマを設定

GUsbCtrlInf.usSendResetTim = USBTIMER_SENDNONE; ///<送信リセットタイマ=更新なし

// USBSEL( OFF ); ///<USB-OFF(USBデータライン切断)

GUsbCtrlInf.eTxSt = USB_TX_ST_IDLE; ///<USB送信ステート=IDLE

HAL_TIM_Base_Stop_IT(&htim13); ///<タイマーストップ

}

/** 割込み許可 *********************************************** */

if ( ucIntSts == 0 ) { ///<割込み許可?

__enable_irq(); ///<割込み許可状態に戻す

}

}