现状

基于STM32CubeMX的F103/F40X的USB堆栈测试完毕；

基于Mbed OS的F103/F40X的USB堆栈测试完毕；

主要测试USB CDC设备；

基于USB ACM/CDC实现nRF24L01及类似“小无线”系统集成；

基于USB ACM/CDC开发了VT100 cmdline

基于USB ACM/CDC和cmdline实现SPI NOR Flash的读写；

基于USB ACM/CDC开发HCI定制协议；

基于Linux udev的USB设备插入拔出时间的检测；

计划

开发其他TLV类型二进制协议和基于字符串的JSON RPC等协议；

实现xmodem传输；

实现I2C设备扫描与访问；

更新现有的LoRaPHY/Aloha/LoRaWAN USB Dongle；

支持C8T6/RCT6等多种核心板，以应对更加复杂的堆栈；

支持USB ECM，以直接支持6LowPAN等物联网设备；

集成Arduino STM32的Bootloader实现固件升级。

开源设计与板级产品

大部分设计都是开源设计；

或有根据客户要求定制进行设计；

代码设计过程

以下内容针对Mbed C++和STM32F103/F407

今天完成的主要是在USB通道上实现VT100 cmdline，可以通过TeraTerm终端来配置管理设备，或者通过专门的cmd/GUI上位机程序实现自动化配置。最早基于C和串口，在Mbed Serial类上移植也很容易。但是在USB信道上实现cmdline很花费了一些时间，且有了反复。主要原因是USB对象初始化的特殊性，以及Mbed C++与基于标准库或HAL库的原始设计的差异所造成的。

基于标准库或者HAL库的模板一般是：

将所需硬件资源(串口、GPIO)声明为main的全局变量

将USB声明为 extern 全局变量

在主函数中配置时钟，初始化这些硬件资源

展开应用逻辑

发现STM32 CubeMX的USB实例是usb_device.c中的全局变量。 这和一般的硬件资源如GPIO/ADC/PWM/CAN/UART都有所不同。

// Private in main.c

CAN_HandleTypeDef hcan;

RTC_HandleTypeDef hrtc;

UART_HandleTypeDef huart1;

int main(void){

HAL_Init();

SystemClock_Config(); // RCC init before any other resources

MX_GPIO_Init();

MX_CAN_Init();

MX_USART1_UART_Init();

MX_RTC_Init();

MX_USB_DEVICE_Init(); // USB init here

while(1){

...

}

}

main.c

USBD_HandleTypeDef hUsbDeviceFS;

void MX_USB_DEVICE_Init(void)

{

USBD_Init(&hUsbDeviceFS, &FS_Desc, DEVICE_FS);

USBD_RegisterClass(&hUsbDeviceFS, &USBD_CDC);

USBD_CDC_RegisterInterface(&hUsbDeviceFS, &USBD_Interface_fops_FS);

USBD_Start(&hUsbDeviceFS);

}

usb_device.c

extern USBD_HandleTypeDef hUsbDeviceFS;

usb_device.h

而基于Mbed C++有些特殊。

DigitalOut myled(DBG_LED); // See main.h for hardware issue

cmdline cmdhandler;

// You can put USBSerial/USBTerminal here, but will not be enumerated in F103

//USBSerial usbSerial(0x1f00, 0x2012, 0x0001, false);

USBTerminal *term;

int main(){

confSysClock(); // RCC init first

Serial uart(PA_9, PA_10, 115200);

//USBSerial usbSerial(0x1f00, 0x2012, 0x0001, false);

USBTerminal usbSerial(0x1f00, 0x2012, 0x0001, false);

term = &usbSerial;

}

main.cpp

USB对于时钟是非常敏感的，所以必须在系统时钟配置正确后才能够产生USB对象。

在Mbed C++中，在调用main函数之前，进行时钟配置和对象实例化。RCC时钟配置隐藏在Mbed Library中，如果对象在Main函数之外，视为公有对象，也在main函数之前进行实例化。

如果将USB对象作为公有对象，F407工作正常，而F103工作不正常，表现在枚举失败。换而言之，在F407代码中，可以将USBSerial/USBTerminal在main函数之外声明，且工作正常。但是F103代码中，同样的代码，编译通过，但是枚举失败。

所以第三方开发者打了一个补丁，在main函数中增加了一个confSysClock()。有兴趣的话，可以查看RCC寄存器的数值。

由于时钟是main函数中调用的，间接造成USB对象(USBSerial及其子类USBTerminal)是main函数中的对象，其他模块和函数无法访问。

解决方法是在main.cpp中预留一个USB对象指针，让其他函数和其他模块可以访问到USB对象。代价是USB对象的所有方法必须采用“->”来访问。这也就导致了基于Serial对象和USB对象的代码存在两套，这实在违背了OOP的原则。

由此看来，基于Serial对象，基于F103的USBSerial，基于F407的USBSerial的通道，居然出现了两套(确切地说是2.5套)代码。这种情况可能同样会影响到其他协议，包括HCI/SIP/TLV/JSON等。

对于ARM来说，USB不是IoT的一部分。他们的IoT/Connectivity主要包括的是Cellular Modem/WiFi/BLE/LoRaWAN/BLE/TLS/MQTT等。

要合并代码，还需要开发者自己动手。要么统一为指针类型；要么期待Mbed底层得到修改。然而这些代码都是基于Mbed 2，而Mbed 5并没有对USB堆栈进行维护。需要开发者自己Backport。代码在此：ARM Mbed OS STM32F103的系统时钟配置代码