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基于DWC2的USB驅(qū)動(dòng)開發(fā)-USB包詳解 (qq.com)

一.前言

本篇講解Scatter/Gather DMA模式下控制傳輸相關(guān)的寄存器。控制傳輸是USB驅(qū)動(dòng)的核心部分，控制傳輸調(diào)通了驅(qū)動(dòng)就完成了一大半，而驅(qū)動(dòng)的核心又是中斷的處理。

二.控制傳輸相關(guān)的DMA描述符

Scatter/Gather DMA模式的優(yōu)點(diǎn)是可以提供一個(gè)描述符鏈表，一次處理更多的數(shù)據(jù)，控制器自動(dòng)去索引描述符鏈表，進(jìn)行相應(yīng)的DMA處理。而Buffer DMA模式一次只能處理一個(gè)DMA操作。

來簡(jiǎn)單回顧下控制傳輸，控制傳輸包括

Setup，Data，Status三個(gè)階段，不是所有情況都需要包括三種階段，存在無數(shù)據(jù)階段的控制傳輸。

存在三種可能

控制寫

控制讀

無數(shù)據(jù)的控制傳輸，2階段控制傳輸。

控制傳輸需要準(zhǔn)備以下幾種描述符

2.1.SETUP

為了接收最多可能存在的3個(gè)連續(xù)的SETUP包，所以需要準(zhǔn)備一個(gè)描述符鏈表包括3個(gè)描述符。該描述符也可以用于接收控制讀傳輸主機(jī)發(fā)送的狀態(tài)包(0長(zhǎng)包)。

該描述符鏈表的前面兩個(gè)還可以作為ping-pong提高接收效率。

第三個(gè)描述符，初始化為空，最終設(shè)置為以接收在數(shù)據(jù)和狀態(tài)階段主機(jī)又異常發(fā)了SETUP。

2.2IN

2.3OUT

三.控制傳輸相關(guān)的中斷處理

3.1相關(guān)寄存器

首先我們來看和中斷相關(guān)的一些寄存器，控制傳輸對(duì)應(yīng)的就是端點(diǎn)0所以和其他端點(diǎn)其實(shí)是一樣的，只不過其多了一些比如SETUP等狀態(tài)而已。

首先我們來看相關(guān)的寄存器

首先全局的:GAHBCFG寄存器的bit0 GlblIntrMsk作為全局中斷的總開關(guān)，置位使能總中斷。

然后寄存器GINTMSK/2的bit19，bit18，OEPIntMsk和IEPIntMsk作為所有的OUT和IN端點(diǎn)的中斷使能,對(duì)應(yīng)的狀態(tài)寄存器是GINTSTS/2。

然后DIEPMSK和DOEPMSK控制所有的OUT和IN端點(diǎn)的中斷類型，哪些使能。

對(duì)應(yīng)的狀態(tài)寄存器是DIEPINTi 和DOEPINTi。

最后DAINTMSK控制某一個(gè)端點(diǎn)是否使能中斷。對(duì)應(yīng)的狀態(tài)寄存器是DAINT。

注意

DIEPMSK和DOEPMSK是對(duì)所有端點(diǎn)的配置，不能對(duì)某一個(gè)端點(diǎn)使能某些類型中斷，對(duì)另外一個(gè)端點(diǎn)使能其他類型的中斷。

以上形成了金字塔式的總分式，層層控制的中斷開關(guān)控制。

而中斷的處理順序是層層解析的方式，先通過

DAINT查看是哪個(gè)端點(diǎn)產(chǎn)生的中斷，然后通過DIEPINTi 和DOEPINTi確認(rèn)對(duì)應(yīng)端點(diǎn)具體的中斷類型。

DAINT的標(biāo)志的置位和清除是跟著DIEPINTi 和DOEPINTi變化的，該寄存器軟件只讀。對(duì)應(yīng)DIEPINTi 和DOEPINTi寄存器有標(biāo)志置位則該寄存器對(duì)應(yīng)位置位，DIEPINTi 和DOEPINTi寄存器所有標(biāo)志位清除則該寄存器對(duì)應(yīng)位清除。

而GINTSTS.OEPInt和GINTSTS.IEPInt是跟著DAINT的狀態(tài)走的，軟件也是只讀的，DAINT對(duì)應(yīng)位有置為則該位置位，DAINT中對(duì)應(yīng)所有寄存器都清零，則該位也清零。

DIEPINTi 和DOEPINTi寄存器的標(biāo)志都是寫1清零。所以對(duì)于IN和OUT中斷的標(biāo)志清除，只需要對(duì)這兩個(gè)寄存器對(duì)應(yīng)位寫1清零即可。DAINT和GINTSTS.OEPInt和GINTSTS.IEPInt是根據(jù)上述寄存器狀態(tài)硬件清除無需軟件手動(dòng)清。

對(duì)比DIEPMSK和DIEPINTi可知，DIEP的NYET，Bble，PktDrp，TxFEmp是不受MASK控制的。

對(duì)比DOEPMSK和DOEPINTi可知，DOEP的StupPktRcvd，PktDrpSts是不受MASK控制的。

對(duì)比如IN和OUT中斷類型有一些相同的，有一些不一樣的，比如OUT多了Setup等。

拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下

3.2中斷處理

前面提到控制傳輸對(duì)應(yīng)端點(diǎn)0，和其他端點(diǎn)沒什么本質(zhì)區(qū)別。其中斷狀態(tài)主要關(guān)注

DIEPINTn和DOEPINTn兩個(gè)寄存器以確定具體的中斷類型。

前面回顧了控制傳輸有3個(gè)階段，所以對(duì)于驅(qū)動(dòng)編寫來說重點(diǎn)要知道當(dāng)前處于什么階段以決定下一步軟件要怎么做，所以軟件一般使用狀態(tài)機(jī)記錄當(dāng)前狀態(tài)然后根據(jù)中斷標(biāo)志確定下一個(gè)階段。從上面可以看到DIEPINTn和DOEPINTn兩個(gè)寄存器有很多的中斷類型，并不是所有的都和控制傳輸?shù)碾A段有關(guān)的，控制器設(shè)計(jì)時(shí)就考慮到了這一點(diǎn)，盡量精簡(jiǎn)標(biāo)志的邏輯，通過盡可能少的標(biāo)志組合可以確定當(dāng)前階段。

手冊(cè)《10.3.1 Interrupt Handling》中做了一個(gè)總結(jié)，

軟件只需要關(guān)心以下標(biāo)志即可

DIEPINTn.XferCompl 如果描述符中IOC設(shè)置，表示IN端點(diǎn)對(duì)應(yīng)的描述符處理完

DIEPINTn.InTknTxfEmp TxFIFO空時(shí)收到了主機(jī)發(fā)的IN令牌，此時(shí)設(shè)備沒有數(shù)據(jù)可回

DOEPINTn.XferCompl 如果描述符中IOC設(shè)置，表示OUT端點(diǎn)對(duì)應(yīng)的描述符處理完

DOEPINTn.SetUp 表示控制器在Setup包后收到了IN和OUT令牌。

DOEPINTn.StsPhseRcvd 控制寫傳輸主機(jī)切換到了狀態(tài)階段，此時(shí)設(shè)備需要發(fā)狀態(tài)包(0長(zhǎng)包)

當(dāng)控制器看到需要為OUT端點(diǎn)設(shè)置多個(gè)中斷位時(shí)，控制器會(huì)對(duì)這些中斷設(shè)置進(jìn)行一些優(yōu)化，減少中斷的有效組合的數(shù)量，以簡(jiǎn)化應(yīng)用程序處理。

控制器對(duì)中斷處理的優(yōu)先級(jí)如下

DOEPINTn.XferCompl>DOEPINTn.StsPhseRcvd（SI）>DOEPINTon.SetUp.

基于此，應(yīng)用程序只需要解碼下表中所示的OUT端點(diǎn)的中斷組合:

總結(jié)一下就是B和C確定當(dāng)前處于Setup完成階段，根據(jù)Setup包內(nèi)容軟件決定后面是發(fā)數(shù)據(jù)還是讀數(shù)據(jù)，還是回狀態(tài)包(無數(shù)據(jù))。

D和E確定當(dāng)前處于控制寫的狀態(tài)階段，設(shè)備需要回0長(zhǎng)包。

A需要根據(jù)描述符的SR位以確定當(dāng)前是收到的SETUP包還是OUT數(shù)據(jù)包。

四.總結(jié)

本篇重點(diǎn)介紹了中斷相關(guān)寄存器，以及OUT端點(diǎn)相關(guān)中斷的組合以確定當(dāng)前處于控制傳輸?shù)氖裁措A段。兩者都是驅(qū)動(dòng)編寫的重點(diǎn)需要理解的內(nèi)容。下一篇我們繼續(xù)介紹控制傳輸，軟件的編寫。

審核編輯：湯梓紅