实战经验 | 基于 Azure USBx 开发 USB_OTG_HS MSC 应用的几个问题

关键字：USBx, Azure, USB_HS, MSC Device, STM32U599

目录预览

1、前言

2、问题调研与验证

3、问题分析与解决办法

4、小结

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前言

某客户在使用 STM32U599 开发一款智能手表时，需要使用 USB_OTG_HS 实现 USB Storage 功能。建议客户参考“STM32U575I-EV\Applications\USBX\Ux_Device_MSC”例程来实现。但是，客户抱怨参考 U575 的例程也无法调试通过，程序在 USB_CoreInit()无法初始化成功。在支持解决了客户初始化失败的问题后，客户反馈仍然无法调通 Azure USBx 的MSC storage 程序。

本文主要介绍使用 STM32U599 USB_HS 开发 USBx 应用时的几个问题点，详细配置和移植过程，读者可自行参考本文附件中的工程源码。

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问题调研与验证

客户在使用 STM32CubeMX 生成 USBx MSC Device 工程时采用的默认 RCC 时钟树配置如下：

USB_HS 外设初始化失败，笔者在 STM32U599J_DK 板上也得到了同样的结果。

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问题分析与解决办法

USB 初始化失败的问题既然能够稳定复现，那么问题应该比较好找，经过查看 DS13633 和RM0456 对于 STM32U599 的 USB_OTG_HS 外设有如下相关描述。

根据文档描述，也就是说 USB_OTG_HS 这个 IP Core 工作于 60MHZ，它是由OTG_HS_PHY Clock 提供的，为了保证其精度必须使用外部晶振 HSE，且 OTG_HS_PHY 的时钟频率仅支持 16/19.2/20/24/26/32 这几个频率大小。

在 STM32CubeMX 里将 USB_OTG_HS 时钟重新配置如下：

重新生成代码，下载测试可以看到 USB_OTG_HS 已经能够成功初始化了。

到这一步看起来似乎问题应该解决了。然后，事实并非如此，下载程序插上 USB 后，Windows 仍然没有出现任何提示。

其实，STM32CubeMX 生成 Azure USBx MSC Device 应用时，只生成了相应的用户层级框架，并不是直接就可以工作的，application 层的部分接口还需要用户去完成的。

但是，在 STM32Cube_FW_U5_V1.2.0 及以上的版本中，ST 提供了几乎覆盖了所有常见USBx 各种 USB 类的例程，它们分布在不同型号的 ST 开发版上的，这些例程是可以相互交叉参考的。客户 USB_OTG_HS MSC storage 参考的例程是 STM32U575IEV\Applications\USBX\Ux_Device_MSC。

查看 STM32U599J_DK 板原理图，使用 STM32CubeMX 配置后发现，ST 所有开发板的USB_OTG_FS/HS 接口都是使能了 TypeC-PD 功能的，而客户板子上是没有使能 TypeC-PD，直接按照 USB_OTG_HS Device Only 模式接的。

通过单步调试和代码跟踪，最终发现 USBx 里面使用了 TypeC CC 引脚来检测 Device 是否插入，当检测到有 Device 插入或拔出时，发出设备状态信息 USB_Device_State_Msg 的消息队列，通知 USBx Device 线程入口函数 app_ux_device_thread_entry()，并做相应的 USB 启动和停止。客户的板子和 STM32CubeMx 里面并没有使能 USB Type C-PD 自然无法成功启动 USB服务。

如下图所示。

既然问题是由于 USB TypeC-PD 引起，找到了原因就不难解决那个问题了。只需要在USB_OTG_HS 外设初始化后，直接启动 USB 服务，代码修改如下。

经测试，经修改后程序工作正常。

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小结

笔者后期在 STM32U599J_DK 板上进行测试，发现 STM32U599 的 USB_OTG_HS 外设时钟(OTG HS Clock Mux)，对于频率及时钟源具有较强的选择性，强烈建议 OTG HS Clock Mux 选择 HSE(16MHZ)作为时钟。