adk2012

@magoroku15

Rev.1.0

2012/7/13 横浜android PF部

Who am I

最底辺活動家、下が好き

オーディオマニア

iPhoneだと機器認証しないと取りだせないPCMが、ADK2で取りだせそうなのでやる気満々

昔こんなの作った

オレオレ家電

http://www.slideshare.net/magoroku15/ss-10335135

2012/7/16 横浜android PF部 2




今日のお話

ADK2012の解析ハード編

ADK2012の解析ソフト編

CLONEの作り方・可能性

2012/7/16 3 横浜android PF部

http://developer.android.com/tools/adk/index.html


Accessory Development Kit 2012

Guideの内容

ADK2.0の使い方

Alarm Clock

Playing Audio

Developing Accessories with ADK 2012 $> mkdir android-accessories

$> cd android-accessories

$> repo init -u https://android.googlesource.com/accessories/manifest

$> repo sync


Developing Accessories

with ADK 2012の内容

adk1

旧バージョン

adk2012

board

ハード設計情報、回路図、BOM

回路図、レイアウトはEagleで記述

App

Androidアプリのソースコード

External

Ide

IDE用のコードなど

Toolchain

クロスコンパイラ

前半はここを中心に


adk2012/board

MakefileBasedBuild

hardware adk2012 BOM.rtf メインボードの部品表

adk2012_base_eng.zip メインボードの回路

adk2012_base_fab.zip メインボードのガーバー

adk2012_LED BOM.rtf IOボードの部品表

adk2012_led_eng.zip IOボードの回路

adk2012_led_fab.zip IOボードのガーバー

adk2_led_layout.pdf IOの外装図

adk2012_flex_eng.zip フレキ回路図

adk2012_flex_fab.zip フレキの指示書

library

tools


メインボードの主要部品

hardware/adk2012 BOM.rtf

ATSAM3X8EA-AU

ATMEL製 Coretex-M3

LBMA1BGUG2

村田製作所製 Bluetooth HCI Module

PIC10F200T-I/OT

MicroChip製 PIC10


メインボード回路図電源

コネクタクロック

USB

書き込みコネクタ

SD-CARD

Bluetooth

hardware/adk2012_base.pdf


メインボード回路図 Bluetooth

BTモジュールは,TX,RX,

RTS,CTS,RESET,CLKの

6本のみ使用。


PIC10の用途

書き込み

Flashのeraseに使っている


IOボードの主要部品

hardware/adk2012_LED BOM.rtf

SHT21

SENSIRION製湿度センサ

MAX44005GDT+

MAXIM製カラーセンサー

AT42QT2120-HHM

ATMEL製タッチセンサ

BMP180

BOSCH製圧力センサ


LEDボードの回路図 ARDUINO HEADER AUDIO SENSORS

CAP SENSE

LED & DRIVERS

hardware/adk2012_led.pdf


AUDIO

TIのデジタル

アンプ

MPUのDAC0から

OP AMP

IV変換


SENSORS

すべてI2C接続

ADCは使わない


CAP SENSE

21点の入力スイッチ

GPIOは使わないI2C入力


LEDS AND DRIVERS

TLC5947

24チャネル定電流シンク出力

1チャネルあたりの最大定電流値= 30mA

12ビット（4096階調）PWMコントロール

流し込み側が4ch、吸いこみ側が24x2チャンネル

24x2x4 = 192chのLEDを4096階調

この内の3chで1個のRGB LEDを点灯


スイッチとLEDの配置


adk2012/board

MakefileBasedBuild

ATMEL ATMEL SAM3X依存部

App ソースコード

Build

flash

setup

hardware ハード編で説明

library ADK2 ソースコード

tools


ADK Connection over Bluetooth

ADK L;

void setup() {

L.adkInit();

L.btStart();

}


http://developer.android.com/tools/adk/adk2.html#adk-conn

The ADK 2012 app and hardware accessory use a Bluetooth

Serial Port Profile (SPP) connection to communicate. This

connection allows two way communication between the ADK

accessory and Android devices.

http://developer.android.com/tools/adk/adk2.html



adkInit

120 void ADK::adkInit(void){

121

131

132 //bt init

133 static const BtFuncs myBtFuncs =

{this, btVerboseScanCbkF, btConnReqF, btConnStartF,

btConnEndF, btPinRequestF,btLinkKeyRequest, btLinkKeyCreated, btAclDataRxF, btSspShowF};

134 btInit(&myBtFuncs); //BT UART & HCI driver

135 btSdpRegisterL2capService(); //SDP daemon

136 btRfcommRegisterL2capService(); //RFCOMM framework

137 eliza(); //easter egg

138 btA2dpRegister(); //A2DP profile

139


adkInit

BT UART

BTモジュールとのインタフェースとしてUARTを使っているのでその初期化

HCI ホスト(MPU)とBTコントローラの間のIF

SDP

サービスを通知するためのプロトコル

RFCOMM シリアル通信のエミュレーションプロトコル

A2DP


adkInit Bluetoothの復習

BT UART BTモジュールとのインタフェースとしてUARTを使っているのでその初期化

HCI ホスト(MPU)とBTコントローラの間のIF

SDP サービスを通知するためのプロトコル

RFCOMM シリアル通信のエミュレーションプロトコル

L2CAP 複数接続を管理するプロトコル

A2DP AVプロファイル、音声通話用のHSPより高音質


adkInit BlurToothの復習


HCI

HCI

LMP

Baseband

RF

L2CAP

SDP RFCOMM A2DP Control

ホスト側

BTモジュール MCU

btInit #1

559 char btInit(const BtFuncs* btf){

564 const uint8_t* script = cc256x_init_script;

572 initBtUart(1);

578 packetState = hciCmdPacketStart(0x3f, 0x336);

579 packetState = hciCmdPacketAddU32(packetState,

BT_BAUDRATE);

580 hciCmdPacketFinish(packetState);

581 btTxCmdPacket();

582 btRxPacket(); //it responds at old speed

592 //init script

593 while(*script++){

594

595 dbgPrintf("¥r%d", num++);

596 cmd = (HCI_Cmd*)script;

597 btTxCmdPacketEx(cmd);

598 script += 3 + cmd->totalParamLen;

599 btRxEventPacket(0);

605 }

606

607 //get buffer size

608 packetState =

hciCmdPacketStart(HCI_OGF_Informational,

HCI_CMD_Read_Buffer_Size);



611 do{

612

btRxEventPacket(HCI_EVT_Command_Complete_Event);

613 }while(evt->params[1] !=

(HCI_OPCODE(HCI_OGF_Informational,

HCI_CMD_Read_Buffer_Size) & 0xFF) ||

614 evt->params[2] !=

(HCI_OPCODE(HCI_OGF_Informational,

HCI_CMD_Read_Buffer_Size) >> 8));

615


BTモジュールのファームを書きこむ

•UARTを初期化

•GPIO経由でBTモジュールをリセット

btInit #2

616 uint16_t aclLen, aclNum, scoNum;

617 uint8_t scoLen;

618

619 aclLen = (((uint16_t)evt->params[5]) << 8) | evt->params[4];

620 scoLen = evt->params[6];

621 aclNum = (((uint16_t)evt->params[8]) << 8) | evt->params[7];

622 scoNum = (((uint16_t)evt->params[10]) << 8) | evt->params[9];

623

628 gAclPacketsCanSend = aclNum;

629

630 //set connectibility/discoverability

631 pageState = 0;

632 btDiscoverableConnectable();

633

634 //enable simple passcodes

635 if(SUPORT_SSP){

636 packetState = hciCmdPacketStart(HCI_OGF_Controller_and_Baseband, HCI_CMD_Write_Simple_Pairing_Mode);

637 packetState = hciCmdPacketAddU8(packetState, 1); //enable it



640 do{

641 btRxEventPacket(HCI_EVT_Command_Complete_Event);

642 }while(evt->params[1] != (HCI_OPCODE(HCI_OGF_Controller_and_Baseband, HCI_CMD_Write_Simple_Pairing_Mode) & 0xFF) ||

643 evt->params[2] != (HCI_OPCODE(HCI_OGF_Controller_and_Baseband, HCI_CMD_Write_Simple_Pairing_Mode) >> 8));

644 }

645

651 }

652


•ペアリングの処理

btStart() #1

void btStart(){

L.btEnable(adkBtConnectionRequest, adkBtLinkKeyRequest,

adkBtLinkKeyCreated,adkBtPinRequest, NULL);

L.btRfcommReserveDlci(RFCOMM_DLCI_NEED_EVEN);

for(i = 0, f = -1; i < sizeof(sdpDescrADK); i++){

if(sdpDescrADK[i] == MAGIX){

if(f == -1) f = i;

else break;

}

}

sdpDescrADK[f] = dlci >> 1;

L.btRfcommRegisterPort(dlci, btAdkPortOpen, btAdkPortClose, btAdkPortRx);

L.btSdpServiceDescriptorAdd(sdpDescrADK, sizeof(sdpDescrADK));

}


btStart() #2

void btStart(){






if(f == -1) f = i;

else break;

}

}




}


•ADK固有のハンドシェークパラメタを設定

• static BtFuncs cbks;に登録してハンドシェークの過程でCallbackされる

http://www.magoroku15.com:8080/source/xref/ADK2/BT.c

adkBtLinkKeyReques

1605 static char adkBtLinkKeyRequest(const uint8_t* mac,

uint8_t* buf){ //link key create

1606

1607 uint8_t i, j;

1608

1609 Serial.print("Key request from ");

1610 Serial.print(mac[5], HEX);

1611 Serial.print(":");










1621 Serial.print(" -> ");

1622

1623 for(i = 0; i < numPairedDevices; i++){

1624

1625 for(j = 0; j < Bluetooth_MAC_SIZE &&

savedMac[i][j] == mac[j]; j++);

1626 if(j == Bluetooth_MAC_SIZE){ //match

1627

1628 Serial.print("{");

1629 for(j = 0; j < Bluetooth_LINK_KEY_SIZE; j++){

1630

1631 Serial.print(" ");

1632 Serial.print(savedKey[i][j], HEX);

1633 buf[j] = savedKey[i][j];

1634 }

1635 Serial.println(" }");

1636 return 1;

1637 }

1638 }

1639 Serial.println("FAIL");

1640 return 0;

1641 }


adkBtConnectionRequest

1588 static char

adkBtConnectionRequest(const uint8_t*

mac, uint32_t devClass, uint8_t linkType){

//return 1 to accept

1589

1590 Serial.print("Accepting connection

from ");











1601 Serial.println(mac[0], HEX);

1602 return 1;

1603 }

1604


adkBtLinkKeyCreated

1643 static void adkBtLinkKeyCreated(const uint8_t* mac, const

uint8_t* buf){ //link key was just created, save it if you

want it later

1644

1645 uint8_t j;

1646

1647 Serial.print("Key created for ");












1659 Serial.print(" <- ");

1660

1661 Serial.print("{");

1662 for(j = 0; j < Bluetooth_LINK_KEY_SIZE; j++){

1663

1664 Serial.print(" ");

1665 Serial.print(buf[j], HEX);

1666 }

1667 Serial.print(" }");

1668

1669 if(numPairedDevices < maxPairedDevices){

1670

1671 for(j = 0; j < Bluetooth_LINK_KEY_SIZE; j++)

savedKey[numPairedDevices][j] = buf[j];

1672 for(j = 0; j < Bluetooth_MAC_SIZE; j++)

savedMac[numPairedDevices][j] = mac[j];

1673 numPairedDevices++;

1674 Serial.print("saved to slot ");

1675 Serial.print(numPairedDevices);

1676 Serial.print("/");

1677 Serial.println(maxPairedDevices);

1678 }

1679 else{

1680 Serial.println("out of slots...discaring¥n");

1681 }

1682 }


adkBtPinRequest

1684 static char adkBtPinRequest(const uint8_t* mac, uint8_t* buf){ //fill buff with PIN code, return num bytes used (16 max) return 0 to decline

1685

1686 uint8_t v, i = 0;

1687

1688 Serial.print("PIN request from ");












1700

1701 if(btPIN){

1702 Serial.print(" -> using pin '");

1703 Serial.print((char*)btPIN);

1704 Serial.println("'");

1705 for(i = 0; btPIN[i]; i++) buf[i] = btPIN[i];

1706 return i;

1707 }

1708 else Serial.println(" no PIN set. rejecting");

1709 return 0;

1710 }


btStart() #2

void btStart(){






if(f == -1) f = i;

else break;

}

}




}


"Key request from” +MAC +KEY

“Accepting connection from“ +MAC

"Key created for “ +MAC +SLOT

"PIN request from “ +MAC +PIN

btStart() #3

void btStart(){






if(f == -1) f = i;

else break;

}

}




}


btRfcommReserveDlci

408 #define RFCOMM_DLCI_PREFERENCE_NONE 0x80 //use this param to the below

409 #define RFCOMM_DLCI_NEED_EVEN 0x81

410 #define RFCOMM_DLCI_NEED_ODD 0x82

411

412 uint8_t btRfcommReserveDlci(uint8_t preference){

413

414 uint8_t start = 0, end = 64, step = 2;

415

416 if(preference == RFCOMM_DLCI_PREFERENCE_NONE) step = 1;

417 else if(preference == RFCOMM_DLCI_NEED_EVEN);

418 else if(preference == RFCOMM_DLCI_NEED_ODD) start++;

419 else{

420

421 start = preference;

422 end = preference + 1;

423 step = 1;

424 }

425

426 while(start < end && (reserved & (1ULL << ((uint64_t)start)))) start += step;

427

428 if(start >= end) return 0; //we failed

429

430 reserved |= (1ULL << ((uint64_t)start));

431

432 return start;

433 }


btStart() #4

void btStart(){






if(f == -1) f = i;

else break;

}

}




}


btRfcommRegisterPort

366 void btRfcommRegisterPort(uint8_t dlci, BtRfcommPortOpenF oF,

BtRfcommPortCloseF cF, BtRfcommPortRxF rF){

367

368 if(dlci >= NUM_DLCIs) return; //no such DLCI;

369

370 gPortHandlers[dlci].oF = oF; // OPENハンドラ

371 gPortHandlers[dlci].cF = cF; // CLOSE ハンドラ

372 gPortHandlers[dlci].rF = rF; // 受信ハンドラ

373 }


受信ハンドラを設定

データを受け取るとCallBack

btAdkPortRx

1527 static void btAdkPortRx(void* port, uint8_t dlci, const uint8_t*

data, uint16_t sz){

1528

1529 uint8_t reply[MAX_PACKET_SZ];

1530 uint32_t i;

1531 uint8_t seq, cmd;

1532 uint16_t cmdSz;

1533 uint8_t* ptr;

1534

1535 while(sz || bufPos){

1536

1537 uint16_t sendSz = 0;

1538

1539 //copy to buffer as much as we can

1540 while(bufPos < MAX_PACKET_SZ && sz){

1541 cmdBuf[bufPos++] = *data++;

1542 sz--;

1543 }

1544

1545 //see if a packet exists

1546 if(bufPos < 4) return; // too small to be a packet ->

discard

1547 cmd = cmdBuf[0];

1548 seq = cmdBuf[1];

1549 cmdSz = cmdBuf[3];

1550 cmdSz <<= 8;

1551 cmdSz += cmdBuf[2];

1552

1553 if(bufPos - 4 < cmdSz) return; //not entire command

received yet

1554

1555 sendSz = adkProcessCommand(cmd, cmdBuf + 4,

cmdSz, 1, reply + 4, MAX_PACKET_SZ - 4);

1556 if(sendSz){

1557

1558 reply[0] = cmd | CMD_MASK_REPLY;

1559 reply[1] = seq;

1560 reply[2] = sendSz;

1561 reply[3] = sendSz >> 8;

1562 sendSz += 4;

1563

1564 L.btRfcommPortTx(port, dlci, reply, sendSz);

1565 }

1566

1567 //adjust buffer as needed

1568 for(i = 0; i < bufPos - cmdSz - 4; i++){

1569 cmdBuf[i] = cmdBuf[i + cmdSz + 4];

1570 }

1571 bufPos = i;

1572 }

1573 }


受け取ったデータをadkProcessCommandに渡す

adkProcessCommand

1274 static uint16_t adkProcessCommand(uint8_t cmd, const uint8_t* dataIn, uint16_t sz, char fromBT, uint8_t* reply, uint16_t maxReplySz){ //returns num bytes to reply with (or 0 for no reply)

1288 //process packet

1289 switch(cmd){

1290

1291 case BT_CMD_GET_PROTO_VERSION:

1292 {

1293 reply[sendSz++] = BT_PROTO_VERSION_CURRENT;

1294 }

1295 break;

1296

1297 case BT_CMD_GET_SENSORS:

1298 {

1299 putLE32(reply, &sendSz, hTemp);

1300 putLE32(reply, &sendSz, hHum);

1301 putLE32(reply, &sendSz, bPress);

1302 putLE32(reply, &sendSz, bTemp);

1303 putLE16(reply, &sendSz, prox[0]);







1310 putLE16(reply, &sendSz, accel[0]);



1313 putLE16(reply, &sendSz, mag[0]);



1316 }

1317 break;

1318

1319 case BT_CMD_FILE_LIST:

1320 {

1321

1322 if(sz){ //reset

1323

1324 if(*dirP) L.fatfsCloseDir(*dirP);

1325 if(L.fatfsOpenDir(dirP, (char*)dataIn)) *dirP = 0;

1326 }

1327 if(*dirP){

1328


アプリ層のコマンドを処理

センサの値をAndroidに送信

adkProcessCommand

1177 #define BT_CMD_GET_PROTO_VERSION 1 // () -> (u8 protocolVersion)

1178 #define BT_CMD_GET_SENSORS 2 // () -> (sensors:

i32,i32,i32,i32,u16,u16,u16,u16,u16,u16,u16,i16,i16,i16,i16,i16,i16)

1179 #define BT_CMD_FILE_LIST 3 // FIRST: (char name[]) -> (fileinfo or single zero byte)

OR NONLATER: () -> (fileinfo or empty or single zero byte)

1180 #define BT_CMD_FILE_DELETE 4 // (char name[0-255)) -> (char success)

1181 #define BT_CMD_FILE_OPEN 5 // (char name[0-255]) -> (char success)

1182 #define BT_CMD_FILE_WRITE 6 // (u8 data[]) -> (char success)

1183 #define BT_CMD_FILE_CLOSE 7 // () -> (char success)

1184 #define BT_CMD_GET_UNIQ_ID 8 // () -> (u8 uniq[16])

1185 #define BT_CMD_BT_NAME 9 // (char name[]) -> () OR () -> (char name[])

1186 #define BT_CMD_BT_PIN 10 // (char PIN[]) -> () OR () -> (char PIN[])

1187 #define BT_CMD_TIME 11 // (timespec) -> (char success)) OR () > (timespec)

1188 #define BT_CMD_SETTINGS 12 // () -> (alarm:u8,u8,u8,brightness:u8,color:u8,u8,u8:volume:u8) or

(alarm:u8,u8,u8,brightness:u8,color:u8,u8,u8:volume:u8) > (char success)

1189 #define BT_CMD_ALARM_FILE 13 // () -> (char file[0-255]) OR (char file[0-255]) > (char success)

1190 #define BT_CMD_GET_LICENSE 14 // () -> (u8 licensechunk[]) OR () if last sent

1191 #define BT_CMD_DISPLAY_MODE 15 // () -> (u8) OR (u8) -> ()

1192 #define BT_CMD_LOCK 16 // () -> (u8) OR (u8) -> ()


コマンド一覧

adkProcessCommand

1471 case BT_CMD_GET_LICENSE:

1472 {

1473 static const uint32_t maxPacket = MAX_PACKET_SZ - 10; //seems reasonable

1474

1475 if(*licPos >= sizeof(gzippedLicences)){ //send terminator

1476 reply[sendSz++] = 0;

1477 *licPos = 0;

1478 }

1479 else{

1480

1481 uint32_t left = sizeof(gzippedLicences) - *licPos;

1482 if(left > maxPacket) left = maxPacket;

1483 reply[sendSz++] = 1;

1484 while(left--) reply[sendSz++] = gzippedLicences[(*licPos)++];

1485 }

1486 }

1487 break;


ライセンスの送信？？

processUSBAccessory

1772 // USB accessory

1773 static void processUSBAccessory()

1774 {

1781 int res = L.accessoryReceive(receiveBuf, sizeof(receiveBuf));

1782 if (res >= 4) {

1783 uint8_t cmd = receiveBuf[0];

1784 uint8_t seq = receiveBuf[1];

1785 uint16_t size = receiveBuf[2] | receiveBuf[3] << 8;

1786

1792 uint16_t replylen = adkProcessCommand(cmd, receiveBuf + 4, size, 0, reply + 4, MAX_PACKET_SZ - 4);

1793 if (replylen > 0) {

1794 reply[0] = cmd | CMD_MASK_REPLY;

1795 reply[1] = seq;

1796 reply[2] = replylen;

1797 reply[3] = replylen >> 8;

1798 replylen += 4;

1799

1800 dbgPrintf("ADK: USB: sending %d bytes¥n", replylen);

1801 L.accessorySend(reply, replylen);

1802 }

1803 }

1804 }

1805


USBの接続も、アプリ層のコマンド処理は同じ関数で

ADK Connection over Bluetooth

のまとめ

BTモジュールとの接続は5ピン

TX,RX,CTS,RTS,RST

HCIレベルで操作

ペアリング、PINの処理ほか

BTモジュールはcc256xを前提

cc256xのROMコードを抱き込み

HCIレベルの互換性は不明

アプリ層のコマンドはBTとUSBと共通


ADK Connection over USB

ADK L; void setup() { L.adkInit();

L.usbSetAccessoryStringVendor(...);

L.usbSetAccessoryStringName(...);

L.usbSetAccessoryStringLongname(...);

L.usbSetAccessoryStringVersion(...);

L.usbSetAccessoryStringUrl(...);

L.usbSetAccessoryStringSerial(...);

L.usbStart();

}


http://developer.android.com/tools/adk/adk2.html#adk-conn

ADK1.0と同じ




USB Audio Dock Implementation

ADK L;

void setup() {

L.audioInit(); L.usbh_init()

L.usbStart();

}

void loop(void)

{

...

L.adkEventProcess(); //let the adk framework do its thing

...

}


http://developer.android.com/tools/adk/adk2.html#audio-dock




L.audioInit()を読んでみる

ADK L;

void setup() {

L.audioInit(); // オーディオの初期化

L.usbh_init() // USBの初期化

L.usbStart(); // USBの起動

}

void loop(void)

{

...

L.adkEventProcess(); // アプリケーション定義の

... // コマンド処理

}


L.audioInit()→audioInit()

libraries/ADK/Audio.c

36 void audioInit(void)

37 {

38 PMC_EnablePeripheral(ID_PWM); // PWMCをPON

39 PWMC_ConfigureClocks(0, 0, BOARD_MCK);

40 PWMC_ConfigureChannel(PWM, 0, PWM_CMR_CPRE_MCK, 0, 0);

41 PWMC_ConfigureEventLineMode(PWM, 0, 1);

43 audioSetSample(AUDIO_NULL, DEFAULT_AUDIO_SAMPLERATE);

45 PWMC_EnableChannel(PWM, 0);

46 PMC_EnablePeripheral(ID_DACC); // DACCをPON

47 DACC_Initialize(DACC, ID_DACC, 1, 4, 0, 0, BOARD_MCK, 8,

DACC_CHANNEL_0, 0, 16 );

48 DACC_EnableChannel(DACC, DACC_CHANNEL_0);

49 }

PMC: Power Management Controller

PWMC: Plus Width Modulation Controller

DACC: Digital Audio Converter Controller


L.audioInit() →audioSetSample()

#define BOARD_MCK 84000000ULL

73 void audioSetSample(int source, uint32_t samplerate)

74 {

75 sampleRates[source] = samplerate;

77 // if we're not the highest priority audio source, dont set it

78 if (source != highestPriAudio())

79 return;

81 samplerate =

(BOARD_MCK + samplerate - 1) / samplerate;

//err on the side of slower audio

83 PWMC_SetPeriod(PWM, 0, samplerate);

84 PWMC_ConfigureComparisonUnit(PWM, 0, (samplerate + 1) >> 1, 1);

85 }


DAC(PWMで代用)の初期化

L.audioInit()

#define DEFAULT_AUDIO_SAMPLERATE 44100

static uint32_t sampleRates[AUDIO_MAX_SOURCE];

static uint32_t audioActive; // bitmap of active audio sources

#define AUDIO_NULL 0

#define AUDIO_USB 1

#define AUDIO_BT 2

#define AUDIO_ALARM 3

#define AUDIO_MAX_SOURCE 4


L.usbh_init()を読んでみる

ADK L;

void setup() {

L.audioInit(); L.usbh_init()

L.usbStart();

}

void loop(void)

{

...

L.adkEventProcess(); //let the adk framework do its thing

...

}


L.usbh_init()

libraries/ADK/Usbh.c

void usbh_init(void)

{

usbh.state = USBH_DISABLED;

pmc_enable_periph_clk(ID_UOTGHS);

/* Enable UPLL 480 MHz */

/* Wait that UPLL is considered locked by the PMC */

/* USB clock register: USB Clock Input is UTMI PLL */

PMC->PMC_USB = PMC_USB_USBS | PMC_USB_USBDIV(0);

PMC->PMC_SCER = PMC_SCER_UOTGCLK;

NVIC_SetPriority(UOTGHS_IRQn, (1<<__NVIC_PRIO_BITS) - 1);

NVIC_EnableIRQ(UOTGHS_IRQn);

coopSpawn(&usbhTask, NULL, 2048);

Usb_freeze_clock();

}


USBの電源とクロックを設定

L.usbh_init()

USBH_DEVICE_TRY_ACCESSORY

DEVICE_TO_HOST | TYPE_VENDOR,0x33, version

HOST_TO_DEVICE | TYPE_VENDOR,0x34, 1, "Google, Inc.“

HOST_TO_DEVICE | TYPE_VENDOR,0x34, 2, "DemoKit“

HOST_TO_DEVICE | TYPE_VENDOR,0x34, 3, "DemoKit ADK2012“

HOST_TO_DEVICE | TYPE_VENDOR,0x34, 4, "2.0“

HOST_TO_DEVICE | TYPE_VENDOR,0x34, 5,http://www.android.com

HOST_TO_DEVICE | TYPE_VENDOR,0x34, 5, "0000000012345678“

HOST_TO_DEVICE | TYPE_VENDOR,0x3a, 1

HOST_TO_DEVICE | TYPE_VENDOR,0x35, 0


御約束の呪文

http://www.android.com/

L.usbh_init()


DEVICE_TO_HOST | TYPE_VENDOR,0x33, version

HOST_TO_DEVICE | TYPE_VENDOR,0x34, 1, "Google, Inc.“

HOST_TO_DEVICE | TYPE_VENDOR,0x34, 2, "DemoKit“

HOST_TO_DEVICE | TYPE_VENDOR,0x34, 3, "DemoKit ADK2012“

HOST_TO_DEVICE | TYPE_VENDOR,0x34, 4, "2.0“

HOST_TO_DEVICE | TYPE_VENDOR,0x34, 5,http://www.android.com

HOST_TO_DEVICE | TYPE_VENDOR,0x34, 5, "0000000012345678“

HOST_TO_DEVICE | TYPE_VENDOR,0x3a, 1

HOST_TO_DEVICE | TYPE_VENDOR,0x35, 0


１か所追加これがAudio機能を呼び出す


L.usbh_init()→usbTask()

/* for the coop threading system */

static void usbhTask(void* ptr)

{

for (;;) {

coopYield();

usbh_work();

accessory_work();

}

}


usbh_work()

755 void usbh_work(void)

USBH_INIT

USBH_DEVICE_UNATTACHED

USBH_WAIT_FOR_DEVICE

USBH_DEVICE_ATTACHED

USBH_DEVICE_ATTACHED_SOF_WAIT

USBH_DEVICE_ATTACHED_RESET

USBH_DEVICE_ATTACHED_RESET_WAIT

USBH_DEVICE_ATTACHED_POST_RESET_WAIT

USBH_DEVICE_ATTACHED_QUERY

この時点でVendorとProductがみえるので次で

確認


0x18d12d00: // accessory

0x18d12d01: // accessory + adb

0x18d12d02: // audio

0x18d12d03: // audio + adb

0x18d12d04: // accessory + audio

0x18d12d05: // accessory + audio + adb

TRUE FALSE


usbh_work() USBH_DEVICE_TRY_ACCESSORY

DEVICE_TO_HOST | TYPE_VENDOR,0x33, versionの取得

versionが１又は２以外ならstateをUSBH_DEVICE_IDLEへ

HOST_TO_DEVICE | TYPE_VENDOR,0x34, 1, “Google, Inc.”を送る

HOST_TO_DEVICE | TYPE_VENDOR,0x34, 2, “DemoKit”送る

HOST_TO_DEVICE | TYPE_VENDOR,0x34, 3, “DemoKit ADK2012”送る

HOST_TO_DEVICE | TYPE_VENDOR,0x34, 4, “2.0”送る

HOST_TO_DEVICE | TYPE_VENDOR,0x34, 5, http://www.android.com送る

HOST_TO_DEVICE | TYPE_VENDOR,0x34, 5, “0000000012345678“送る

HOST_TO_DEVICE | TYPE_VENDOR,0x3a, 1 Auidoモードを要求

1:mono, 2:stereo

HOST_TO_DEVICE | TYPE_VENDOR,0x35, 0 AccessoryをＯＮ

stateをUSBH_DEVICE_IDLEへ

•以上の処理で、Android側が別のVendor,ProductのUSB ディバイスに変化して、新たなUSBデイバイスの検出処理が開始される

•コード0x3aがADK2.0で追加された


これ曲者


usbh_work()


USBH_INIT









この時点でVendorとProductがみえるので次で

確認








TRUE FALSE


usbh_work() USBH_DEVICE_ACCESSORY_INIT


USBH_INIT









USBH_DEVICE_ACCESSORY_INIT

USBH_DEVICE_ACCESSORY

この時点でVendorとProductがみえる

Accessoryの

初期化

TRUE FALSE








usbh_work() USBH_DEVICE_ACCESSORY_INIT

set configuration 1

○ HOST_TO_DEVICE,SETUP_SET_CONFIGURATION,

accessory_init(&usbh.dev)を呼んで

○ USBH_DEVICE_ACCESSORYへ


L.usbh_init()→accessory_init()

accessory_init()

デイバイスのコンフィギュレーションディスクリプタを読み

If typeが DESCRIPTOR_INTERFACE なら

If num_ep == 2 && class == 0xff &&

sub_class == 0xff &&(inendp <= 0 || outendp <= 0) なら

→accessory interface

if class == 0x1（Audio) &&sub_class == 0x2(Streaming) && num_ep > 0 なら

→interface is audio

If type がDESCRIPTOR_ENDPOINT なら

acc_interfaceのinendp, outendpを設定

audio_interfaceのaudioendpを設定


usbh_work() USBH_DEVICE_TRY_ACCESSORY


USBH_INIT










USBH_DEVICE_ACCESSORY_INIT

USBH_DEVICE_IDLE







この時点でVendorとProductがみえる

TRUE FALSE

Accessoryに

変更を試みる Accessoryの

初期化

USBH_DEVICE_IDLE


L.usbh_init()→accessory_init()

設定されるendpoint inendp, outendp, audioendp

呼び出す処理 audioOn(AUDIO_USB, audsamplerate);

pmc_enable_periph_clk(ID_SMC);

SETUP_SET_INTERFACEを送信

struct usb_setup_packet setup = (struct usb_setup_packet){

USB_SETUP_DIR_HOST_TO_DEVICE | USB_SETUP_RECIPIENT_INTERFACE,

SETUP_SET_INTERFACE,

audio_alternate_setting,

audiointerface,

0

};

usbh_send_setup(&setup, NULL, false);

usbh_queue_iso_transfer(audiopipe, audrecvbuf, sizeof(audrecvbuf), &audio_iso_callback, NULL);


ISO転送の起動、受信データのコールバックを設定

16ビットStereoで受け取ったデータを12ビットmonoに変更

Iso転送の完了割り込みで呼ばれる

Underrun,overrunの調整

process_audio(audbuf + curraudbuf * AUDBUFSIZE +

audbufpos, buf, pos); /* take 16 bit stereo signed samples and downconvert in place to mono 12

bit unsigned */

size_t process_audio(uint16_t *outbuf, uint16_t *inbuf, size_t len)

audio_iso_callback()


ADK2/usbh.c

switch ((usbh.dev.vid << 16) | usbh.dev.pid) {

case 0x18d12d00: // accessory

case 0x18d12d01: // accessory + adb

case 0x18d12d02: // audio

case 0x18d12d03: // audio + adb

case 0x18d12d04: // accessory + audio

case 0x18d12d05: // accessory + audio + adb


IDが増えてます

こんなやつ


http://www.slideshare.net/magoroku15/poormans-adk-11350123

もうすぐ5000view

これはADK1.0互換

Audioがいらなければこれでもできると思う






仕様案

センサ、LEDは載せない必要になった時点で載せればよい

ADK2012の本質はBT,Audio,HID

Bluetooth 欲しい

USBオーディオ PCM 16bit 44.1KHz stereoで出せれば立派なトランスポート

iPhoneは機器認証部品が１社独占のライセンス

HOST + isochronous のサポート

できるだけ安くできればブレッドボードで


MCU

NXP のLPC1769

Coretex M3 120MHz Flash 512Kb SRAM 64Kb

Programmer 付き

安価に秋月で入手可能 2500円

I2SでオーディオDACを繋ぎたい


プログラミング環境

Eclipse ベースの LPCXpresso

ROMサイズで128Kbまで無償


フレームワーク

直叩きでも出来るけど、とりあえず

nxpUSBlib http://www.lpcware.com/content/project/nxpusblib

HOSTモードサポート

Isochronousをサポート

○ UAC(USB Audio Class)のUSB 出力のサンプルあり

ADK1.0のサンプル添付


http://www.lpcware.com/content/project/nxpusblib

BT モジュール

USBドングル or cc256x

普通のUSBドングルはHCI

BOMにあったLBMA1BGUG2はcc256xをモジュールに加工？

まずは、cc256xで考える

cc256xの入手性は

PANASONIC製のモジュールを見つけた

DigikeyはJP向けに出てこない（輸出できない）

Mouser はオーダは直後にキャンセルされた

chip one stopなんとか入手


モジュールだけどBGA


このパッドの内VCC,GND,RST,TX,RX,RTS,CTSの

７本の細線をつけられるか？自信なし。

→評価ボードを追加で発注した

技適は当然ありませんorz

まだ電源は入れてないのでヨロシクね

BTは後回しにしてUSBで作業開始

nxpUSBlibに付属のADK1.0ソースをベースに

Linux上のlibUSBでコントロール通信

ACCESSORY + AUDIO に切り替えて

Lsusb -v


Device Descriptor

Bus 003 Device 016: ID 18d1:2d04

Device Descriptor:

bLength 18

bDescriptorType 1

bcdUSB 2.00

bDeviceClass 0 (Defined at Interface level)

bDeviceSubClass 0

bDeviceProtocol 0

bMaxPacketSize0 64

idVendor 0x18d1

idProduct 0x2d04

bcdDevice 2.16

iManufacturer 2 samsung

iProduct 3 Galaxy Nexus

iSerial 4 014994750801300D

bNumConfigurations 1

case 0x18d12d00: // accessory

case 0x18d12d01: // accessory + adb

case 0x18d12d02: // audio

case 0x18d12d03: // audio + adb

case 0x18d12d04: // accessory + audio

case 0x18d12d05: // accessory + audio + adb

Configuration Descriptor

Configuration Descriptor:

bLength 9

bDescriptorType 2

wTotalLength 133

bNumInterfaces 3

bConfigurationValue 1

iConfiguration 0

bmAttributes 0x80 (Bus Powered)

MaxPower 500mA

これが曲者、AudioモードでSTREOを指定するとAUDIOが見えず、この値が32?で、Interfaceも１に

Interface#1 – 従来のADK部分

Endpoint Descriptor:

bLength 7

bDescriptorType 5

bEndpointAddress 0x81 EP 1 IN

bmAttributes 2

Transfer Type Bulk

Synch Type None

Usage Type Data

wMaxPacketSize 0x0200 1x 512 bytes

bInterval 0


bLength 7

bDescriptorType 5

bEndpointAddress 0x02 EP 2 OUT

bmAttributes 2

Transfer Type Bulk

Synch Type None

Usage Type Data


bInterval 0

Interface Descriptor:

bLength 9

bDescriptorType 4

bInterfaceNumber 0

bAlternateSetting 0

bNumEndpoints 2

bInterfaceClass 255 Vendor Specific Class

bInterfaceSubClass 255 Vendor Specific Subclass

bInterfaceProtocol 0

iInterface 6 Android Accessory Interface

Interface#2 – AudioControl


bLength 9

bDescriptorType 4

bInterfaceNumber 1

bAlternateSetting 0

bNumEndpoints 0

bInterfaceClass 1 Audio

bInterfaceSubClass 1 Control Device


iInterface 0

AudioControl Interface Descriptor:

bLength 10

bDescriptorType 36

bDescriptorSubtype 1 (HEADER)

bcdADC 1.00

wTotalLength 40

bInCollection 2

baInterfaceNr( 0) 0

baInterfaceNr( 1) 1


bLength 12

bDescriptorType 36

bDescriptorSubtype 2 (INPUT_TERMINAL)

bTerminalID 1

wTerminalType 0x0201 Microphone

bAssocTerminal 0

bNrChannels 2

wChannelConfig 0x0003

Left Front (L)

Right Front (R)

iChannelNames 0

iTerminal 0


bLength 9

bDescriptorType 36

bDescriptorSubtype 3 (OUTPUT_TERMINAL)

bTerminalID 3

wTerminalType 0x0101 USB Streaming

bAssocTerminal 2

bSourceID 2

iTerminal 0


bLength 9

bDescriptorType 36

bDescriptorSubtype 6 (FEATURE_UNIT)

bUnitID 2

bSourceID 1

bControlSize 2

bmaControls( 0) 0x00

bmaControls( 0) 0x00

iFeature 0

Interface#3 – AudioStream


bLength 9

bDescriptorType 4

bInterfaceNumber 2

bAlternateSetting 1

bNumEndpoints 1

bInterfaceClass 1 Audio

bInterfaceSubClass 2 Streaming


iInterface 0

AudioStreaming Interface Descriptor:

bLength 7

bDescriptorType 36

bDescriptorSubtype 1 (AS_GENERAL)

bTerminalLink 1

bDelay 1 frames

wFormatTag 1 PCM

AudioStreaming Interface Descriptor:

bLength 11

bDescriptorType 36

bDescriptorSubtype 2 (FORMAT_TYPE)

bFormatType 1 (FORMAT_TYPE_I)

bNrChannels 2

bSubframeSize 2

bBitResolution 16

bSamFreqType 1 Discrete

tSamFreq[ 0] 44100


bLength 9

bDescriptorType 5

bEndpointAddress 0x82 EP 2 IN

bmAttributes 13

Transfer Type Isochronous

Synch Type Synchronous

Usage Type Data


bInterval 4

bRefresh 0

bSynchAddress 0

AudioControl Endpoint Descriptor:

bLength 7

bDescriptorType 37

bDescriptorSubtype 1 (EP_GENERAL)

bmAttributes 0x01

Sampling Frequency

bLockDelayUnits 1 Milliseconds

wLockDelay 1 Milliseconds

USBで繋ぐには

最初のInterfaceはADK1.0と同じ手順で

VID,PID他,classなど,細かな変更が必要

2,3番目のInterfaceはnxpUSBlibのAudioConfig

用のライブラリを使ってConfig


現状

Version2のプロトコルでネゴシエーション

Audio Dockモードでコンフィグ

Isochronous 転送 USBバス上は転送を確認

API経由でデータが受け取れない


USBのキャプチャ


Debug console

AOA Demo Running

Device Unattached.

Device Attached.

Getting Device Data.

Android Device Detected - Non-Accessory mode.

Device Unattached.

Device Attached.

Getting Device Data.

Audio mode disable

Android Device Detected - Accessory mode.

Getting Config Data.

HOST_GETCONFIG_Successful

156 268467540

endpoint >> 128

endpoint >> 0

Input Audio Interface is initialized


最初はMPTが見える

呪文を唱える

別のdeviceが接続されて

初期化完了

今後

Audio Dockを作る Isochronousを何とか受け取れるようにする

I2SでオーディオDACに繋ぐ

BTで繋ぐ USB,CCの両面で

CCの場合はファームを流し込む形では技適取れないよなぁ、

Bomコスト3000円でCCにファーム流しこみ済で技適取得モジュール作ったら買う人いる？

＠10,000円で海外含めて10,000台出るなら……….. 無理ね。

HIDを試す Audioと同様に呪文を唱えるとHIDとしてアクセサリを接続できるみたい

キーボードとか、タブレットとか軽く作れるんじゃないかな


付録


USBの転送

4 種類の転送方式

Interrupt転送 Periodic 転送

少量のデータを一定の間隔で転送

転送の間隔は、対象となるデバイス毎に決める

Isochronous転送一定のレート・周期で転送

Periodic 転送

Control転送 Configuration情報、コマンド情報、Status情報を転送する方式

Bulk転送大量のデータを転送する方式


EDとTD

ED EndpointDescriptor

転送の対象となるEndpointを管理

デバイスのアドレス、Endpoint の番号、デバイスのSpeed、MaxPacketSize などを含む

TD TransferDescriptor

Endpoint に転送するデータパケットについての情報を管理

PID、データトグル情報、メモリのアドレス、転送完了時のステータス情報を含む

HCD Host Controller Driver

ED、TD 群を転送タイプ毎にList という形に纏めて、

List の先頭アドレスをHC に渡します。

List の先頭アドレスの受けわたし方

○ HC の内部レジスタを介する方法、

○ メモリ HostControllerCommunicationArea（HCCA）を介する方法

HC Host Controller

転送処理を完了したTD をDoneQueueにリスト化

DoneQueueの先頭アドレスをHCDに通知


Non-Periodic 転送用List

Bulk転送、Control転送用のListの形式

Bulk転送用HeadPointer HcBulkHeadED

Control転送用HeadPointer HcControlHeadED

Head Pointer E

D

TD

TD

TD

E

D

TD

E

D

TD

TD


Periodic 転送用List

32個のHeadPointer

32msで一周

全てのHeadPointerにEDをつないでおくと、1回/1msで参照

Head Pointer

Head Pointer

Head Pointer

Head Pointer

Head Pointer

Head Pointer

Head Pointer

Head Pointer

Head Pointer

Head Pointer

Head Pointer


Endpoint参照の周期

32ms毎に参照

4ms毎に参照

1ms毎に参照

0

17

8

1

2

3

4

5

6

7

9

10

11

12

13

14

15

16

24

20

28

18

26

22

30

25

21

29

19

27

23

31

32 16 8 4 2 1

Endpoint Poll Interval (ms)

Interrupt

Head

Pointers

Interrupt

Endpoint

Descriptor


HcBulkHeadED

HcControlHeadED

InterruptHeadED#0

InterruptHeadED#1

InterruptHeadED#2

InterruptHeadED#3

InterruptHeadED#4

InterruptHeadED#5

InterruptHeadED#6

InterruptHeadED#1

0 InterruptHeadED#3

1

32個全てから参照する事で1ms毎に参

照

Interrupt転送 Isochronous転送

bulk転送

control転送


ED:Endpoint Descripter 3 2 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0

1 6 6 5 4 3 2 1 0 7 6 5 4 3 2 1 0

Dword 0 — MPS F K S D EN FA

Dword 1 TD Queue Tail Pointer (TailP) —

Dword 2 TD Queue Head Pointer (HeadP) 0 C H

Dword 3 Next Endpoint Descriptor (NextED) —

• FA USBディバイスのアドレス

• EN endpoint番号

• D 転送方向

• S 速度(0:full 1:low)

• K Skip

• F TDタイプ(0:GTD 1:ITD)

• MPS パケットサイズ

• TailP 終端EDのアドレス

• H 停止。HCがセット

• C ToggleCarry

• HeapP 先頭EDのアドレス

• NextED 次のED 2012/7/16 95 横浜android PF部

TD:Transfer Descriptor

GTDとITDの２種類

GTD General Transfer Descriptor

ITD Isochronous Transfer Descriptor

0～8192byteのバッファをもつ

EDにリンクされる

HCが処理して処理後にDoneQueueに繋がる


GTD General Transfer Descriptor

3 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 0 0

1 8 7 6 5 4 3 1 0 9 8 3 0

Dword 0 CC EC T DI DP R —

Dword 1 Current Buffer Pointer (CBP)

Dword 2 Next TD (NextTD) 0

Dword 3 Buffer End (BE)

• R DataUnderrunを無視

• DP 方向とPIDを指定

• DI 割り込みタイミング

• T DataToggle

• EC エラーカウント

• CC 完了コード

• CBP バッファ領域

• NextTD 次のTD

• BE バッファの末尾アドレス


ITD Isochronous Transfer Descriptor 3 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 0 0 0

1 8 7 6 4 3 1 0 6 5 2 1 5 4 0

Dword 0 CC – FC DI — SF

Dword 1 Buffer Page 0 (BP0) —

Dword 2 NextTD 0

Dword 3 Buffer End (BE)

Dword 4 Offset1/PSW1 Offset0/PSW0




• SF 転送開始フレーム

• DI 割り込みを待たせる時間

• FC 転送フレームすう0-7

• CC 完了コード

• BP0 バッファの先頭アドレス

• NextTD 次のITD

• BE バッファの終端

• OffsetN

• 下位12ビットがオフセット

• 12ビット目で上位20ビットを決める

0 BufferPage0の上位20ビット

1 BufferEndの上位20ビット

• OSWN

• サイズとCC

• CCがNotAccessedでOfffsetNとして扱う


HCCA Host Controller Communication Area

Offset

Size

(bytes)

Name

R/W

Description

0 128 HccaInterrruptTable R 32 個のInterrupt ED へのポインタ

0x80 2 HccaFrameNumber W 現在のフレーム番号。このフィールドは、各フレームのED 処理開始

前にHC が更新

0x82 2 HccaPad1 W HC がHccaFrameNumber をアップデートした際に、0 がセットされ

ます。 0x84 4 HccaDoneHead W フレームの終了時、WriteBackDoneHead

割り込みが有効になっていた場合、HC

はこのフィールドにHcDoneHead 値を書き込みむ。

HC が書き込むと、Software がこのフィールドをクリアして、HcInterruptStatus のWD ビットをクリアしない限り、HC はこのフィ

ールドに書き込みません。 0x88 116 reserved R/W Reserved for use by HC

Figure 4-5: Host Controller Communications Area Format


付録


android-omap-tuna-3.0-jb-pre1/drivers/usb/gadget


806 static struct android_usb_function

*supported_functions[] = {

807 &adb_function,

808 &acm_function,

809 &mtp_function,

810 &ptp_function,

811 &rndis_function,

812 &mass_storage_function,

813 &accessory_function,

814 &audio_source_function,

815 NULL

816 };



125 static struct usb_interface_descriptor acc_interface_desc = {

126 .bLength = USB_DT_INTERFACE_SIZE,

127 .bDescriptorType = USB_DT_INTERFACE,

128 .bInterfaceNumber = 0,

129 .bNumEndpoints = 2,

130 .bInterfaceClass = USB_CLASS_VENDOR_SPEC,

131 .bInterfaceSubClass = USB_SUBCLASS_VENDOR_SPEC,

132 .bInterfaceProtocol = 0,

133 };

134

135 static struct usb_endpoint_descriptor acc_highspeed_in_desc = {

136 .bLength = USB_DT_ENDPOINT_SIZE,

137 .bDescriptorType = USB_DT_ENDPOINT,

138 .bEndpointAddress = USB_DIR_IN,

139 .bmAttributes = USB_ENDPOINT_XFER_BULK,

140 .wMaxPacketSize



213 static struct snd_pcm_hardware audio_hw_info = {

214 .info = SNDRV_PCM_INFO_MMAP |

215 SNDRV_PCM_INFO_MMAP_VALID |

216 SNDRV_PCM_INFO_BATCH |

217 SNDRV_PCM_INFO_INTERLEAVED |

218 SNDRV_PCM_INFO_BLOCK_TRANSFER,

219

220 .formats = SNDRV_PCM_FMTBIT_S16_LE,

221 .channels_min = 2,

222 .channels_max = 2,

223 .rate_min = SAMPLE_RATE,

224 .rate_max = SAMPLE_RATE,

225

226 .buffer_bytes_max =1024 * 1024,

227 .period_bytes_min =64,

228 .period_bytes_max =512 * 1024,

229 .periods_min =2,

230 .periods_max =1024,

231 };

adk2012

Education