基于Azure USBx 開發USB_OTG_HS MSC 應用的幾個問題

1. 前言

某客戶在使用STM32U599 開發一款智能手表時，需要使用USB_OTG_HS 實現USBStorage 功能。建議客戶參考“STM32U575I-EVApplicationsUSBXUx_Device_MSC”例程來實現。但是，客戶抱怨參考U575 的例程也無法調試通過，程序在USB_CoreInit()無法初始化成功。在支持解決了客戶初始化失敗的問題后，客戶反饋仍然無法調通Azure USBx 的MSC storage 程序。

本文主要介紹使用STM32U599 USB_HS 開發USBx 應用時的幾個問題點，詳細配置和移植過程，讀者可自行參考本文附件中的工程源碼。

2. 問題調研與驗證

客戶在使用STM32CubeMX 生成USBx MSC Device 工程時采用的默認RCC 時鐘樹配置如下：

USB_HS 外設初始化失敗，筆者在STM32U599J_DK 板上也得到了同樣的結果。

3. 問題分析與解決辦法

USB初始化失敗的問題既然能夠穩定復現，那么問題應該比較好找，經過查看DS13633 和RM0456對于STM32U599的USB_OTG_HS外設有如下相關描述。

根據文檔描述，也就是說USB_OTG_HS這個IP Core工作于60MHZ，它是由OTG_HS_PHY Clock提供的，為了保證其精度必須使用外部晶振HSE，且OTG_HS_PHY的時鐘頻率僅支持16/19.2/20/24/26/32這幾個頻率大小。

在STM32CubeMX里將USB_OTG_HS時鐘重新配置如下：

重新生成代碼，下載測試可以看到USB_OTG_HS已經能夠成功初始化了。

到這一步看起來似乎問題應該解決了。然后，事實并非如此，下載程序插上USB后，Windows仍然沒有出現任何提示。其實，STM32CubeMX生成Azure USBx MSC Device應用時，只生成了相應的用戶層級框架，并不是直接就可以工作的，application層的部分接口還需要用戶去完成的。

但是，在STM32Cube_FW_U5_V1.2.0及以上的版本中，ST提供了幾乎覆蓋了所有常見USBx各種USB類的例程，它們分布在不同型號的ST開發版上的，這些例程是可以相互交叉參考的。客戶USB_OTG_HS MSC storage參考的例程是STM32U575I-EVApplicationsUSBXUx_Device_MSC。

查看STM32U599J_DK板原理圖，使用STM32CubeMX配置后發現，ST所有開發板的USB_OTG_FS/HS接口都是使能了TypeC-PD功能的，而客戶板子上是沒有使能TypeC-PD，直接按照USB_OTG_HS Device Only模式接的。

通過單步調試和代碼跟蹤，最終發現USBx里面使用了TypeC CC引腳來檢測Device是否插入，當檢測到有Device插入或拔出時，發出設備狀態信息USB_Device_State_Msg的消息隊列，通知USBx Device線程入口函數app_ux_device_thread_entry()，并做相應的USB啟動和停止。客戶的板子和STM32CubeMx里面并沒有使能USB Type C-PD自然無法成功啟動USB服務。

如下圖所示。

既然問題是由于USB TypeC-PD引起，找到原因就不能解決那么問題了。只需要在USB_OTG_HS外設初始化后，直接啟動USB服務，代碼修改如下。

經測試，經修改后程序工作正常。

4. 小結

筆者后期在STM32U599J_DK板上進行測試，發現STM32U599的USB_OTG_HS外設時鐘(OTG HS Clock Mux)，對于頻率及時鐘源具有較強的選擇性，強烈建議OTG HS Clock Mux選擇HSE(16MHZ)作為時鐘。

參考文獻

文檔中所用到的工具及版本

STM32CubeMX 6.8.0/IAR 9.32

LAT中的附件

STM32U599_DK_Threadx_USBx_Demo.zip

版本歷史