問題描述

客戶反饋，使用STM32F446的高速USB外設，即USB_OTG_HS外設，且使用內(nèi)置全速PHY。客戶的產(chǎn)品USB用做device，自定義HID類，當連接帶UOS操作系統(tǒng)的HOST時，會發(fā)現(xiàn)當前數(shù)據(jù)并沒有成功發(fā)送，但是會發(fā)送上一次的數(shù)據(jù)，即發(fā)送數(shù)據(jù)出現(xiàn)”遲滯”現(xiàn)象。但在Windows下卻沒有出現(xiàn)此類問題。另外，客戶同時還使用了STM32F446上的USB_OTG_FS外設，且此外設做同樣的事一切正常，目前此問題只出現(xiàn)在USB_OTG_HS外設上。

問題查找

剛開始猜測是長度問題，即發(fā)送最大包長需要再發(fā)送一次空包。但客戶反饋他們的發(fā)送長度為62個字節(jié)。于是去客戶現(xiàn)場使用USB協(xié)議分析儀采數(shù)分析，發(fā)現(xiàn)一切通信正常。

通過查看客戶演示重現(xiàn)問題的過程，發(fā)現(xiàn)在正常時是一切OK的，只在進行USB拔插時才發(fā)送問題。應用程序不斷發(fā)送數(shù)據(jù)的過程中拔掉USB線，然后再次插上，在此過程中應用程序一直嘗試發(fā)送數(shù)據(jù)。當USB線重新連接上且重新枚舉成功后，“遲滯”現(xiàn)象則重現(xiàn)了，即每次應用程序調(diào)用發(fā)送接口實現(xiàn)發(fā)送的是上一次嘗試發(fā)送的內(nèi)容。

調(diào)試客戶的程序，發(fā)現(xiàn)當USB線拔掉后，應用程序還會往USB IP對應的發(fā)送FIFO內(nèi)寫入數(shù)據(jù)，這其實是不對的。按理USB線拔掉后USB的狀態(tài)應該恢復到默認狀態(tài)，

即pdev->dev_state=USBD_STATE_DEFAULT. 但實際上，通過調(diào)試發(fā)現(xiàn)此狀態(tài)在USB線拔掉后是suspend狀態(tài)。

那么為什么會是這樣的呢？

于是立即想到Vbus sensing功能。馬上與客戶硬件工程師核對，原來客戶產(chǎn)品的USB_OTG_HS的Vbus_sensing腳是懸空的，并沒有連接Vbus，但是客戶的USB_OTG_FS外設卻又是連接了。于是客戶的產(chǎn)品兩個USB口，同樣的工作，一個USB口 正常，另一個USB口卻會出現(xiàn)問題。

問題分析

差異找到了，接下來就是分析由此如何造成問題的。

由于USB_OTG_HS并沒有真正實現(xiàn)Vbus sensing功能（因為沒有硬件連接），于是當USB線斷開時，應用程序并不能準確地檢測到斷開事件（Disconnected），只會出現(xiàn)suspend，應用程序是無法直接的區(qū)分真正的suspend和USB線斷開連接的。當應用程序有數(shù)據(jù)需要通過USB口發(fā)送時，如果當前是suspend狀態(tài)，那么它會首先喚醒USB總線然后再發(fā)送數(shù)據(jù)：

Figure1

而這樣發(fā)送遠程喚醒信號時，device本身會產(chǎn)生一個resume中斷，于是在resume中斷回調(diào)函數(shù)內(nèi):

Figure 2

如上所示，程序會將dev_state錯誤地恢復到上一次狀態(tài)，即正常狀態(tài)USBD_STATE_CONFIGURED, 如此一來，程序就錯誤地往USB IP的內(nèi)的發(fā)送FIFO寫入數(shù)據(jù)了，即使此時由于USB線已經(jīng)斷開而導致無法真正發(fā)送成功，但USB IP的內(nèi)置發(fā)送FIFO此時是有了數(shù)據(jù)的。

通過調(diào)試，查看OTG_DTXFSTS1寄存器相應端點1對應的發(fā)送FIFO的剩余空間可知，這個時候的發(fā)送FIFO的確實有數(shù)據(jù)的。接下來是USB線插上重新枚舉，那么為什么USB重新枚舉后還會再現(xiàn)問題呢？通過設置斷點發(fā)現(xiàn)，在USB成功重新枚舉過后，通過OTG_DTXFSTS1寄存器指示，發(fā)送FIFO內(nèi)容并沒有清空，于是在接下來發(fā)送數(shù)據(jù)時，永遠都是實際上發(fā)送的是上一次寫入到FIFO中的數(shù)據(jù)。

問題解決

▼于是解決方法就很容易找到了▼

在USB重新枚舉過后在合適的地方將端點1對應的發(fā)送FIFO清空一下即可。

Figure 3

問題總結

在客戶的這個案子中，由于USB_OTG_FS連接了VBUS SENSING腳，當USB線拔掉后，會產(chǎn)生正確的disconnect中斷，USB device的狀態(tài)也會正確地切換到default狀態(tài)，從而過濾掉應用程序想要發(fā)送的數(shù)據(jù)，因此并不會出現(xiàn)類似問題，因此，在客戶的產(chǎn)品設計中，建議硬件千萬不要忘了連接vbus引腳，即使在想省IO引腳的情況下，這樣容易造成對軟件的開發(fā)諸多不便.

在USB的狀態(tài)處于非configured狀態(tài)時，最好不要往發(fā)送FIFO寫入數(shù)據(jù)，應用程序應該想辦法將這些數(shù)據(jù)過濾掉。

來源：STM32單片機

審核編輯：湯梓紅