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【GD32F527_EVAL】USB 驱动移植和 USB CDC Device 接入PC实验

news 2025/10/18 8:45:36

文章目录

本篇写给RT-Thread社区和GigaDevice原厂
入坑摘要 -
已有资料梳理
- GD32F5xx_usb_library/
- RT官方/社区已完成vs未完成
USB驱动架构图
驱动移植标准流程
- 新增文件架构
- menuconfig中的菜单
测试成功：USB-FS 虚拟串口枚举
- Win11上，设备管理器，枚举成功。
- 设备的VID和PID与原厂一致
代码已上传到gitee

本篇写给RT-Thread社区和GigaDevice原厂

入坑摘要 -

1/ 查看硬件，优选从USB-FS开始，HS的硬件复制非常多；
2/ 记得配置48MHz的时钟，还有电源脚（PD13）；
3/ 串口和USB-FS，硬件居然要跳线，调试起来很麻烦；
4/ 调试输出，rt_kprintf，比LOGI，好用；
5/ 驱动移植完整流程 + 调试；

已有资料梳理

GD32F5xx_usb_library/

├── driver/ # USB底层硬件驱动
│ ├── Include/
│ │ ├── drv_usb_core.h # USB核心驱动
│ │ ├── drv_usb_dev.h # USB Device驱动
│ │ ├── drv_usb_hw.h # USB硬件配置
│ │ ├── drv_usb_regs.h # USB寄存器定义
│ │ └── drv_usbd_int.h # USB Device中断
│ └── Source/
│ ├── drv_usb_core.c
│ ├── drv_usb_dev.c
│ └── drv_usbd_int.c
│
├── device/ # USB Device功能层
│ ├── core/ # Device核心
│ │ ├── Include/
│ │ │ ├── usbd_core.h
│ │ │ ├── usbd_enum.h # 枚举处理
│ │ │ └── usbd_transc.h # 传输处理
│ │ └── Source/
│ │ ├── usbd_core.c
│ │ ├── usbd_enum.c
│ │ └── usbd_transc.c
│ │
│ └── class/ # Device类驱动
│ ├── cdc/ # 虚拟串口
│ ├── msc/ # 大容量存储
│ ├── hid/ # 人机接口
│ ├── audio/ # 音频
│ ├── dfu/ # 固件升级
│ ├── iap/ # 在线编程
│ └── printer/ # 打印机
│
└── ustd/ # USB标准定义
├── common/usb_ch9_std.h # USB规范定义
└── class/ # 类标准定义

位置 -
./gd32527I-eval/packages/gd32-arm-series-latest/GD32F5xx/、

备注 -

这是GD官方固件库
作用：提供底层硬件访问的HAL层
包含：标准外设库和USB库
特点：直接操作寄存器，不依赖操作系统

RT官方/社区已完成vs未完成

已完成移植的驱动：

drv_adc - ADC驱动
drv_can - CAN驱动
drv_dma - DMA驱动
drv_gpio - GPIO驱动
drv_hard_i2c - 硬件I2C驱动
drv_hwtimer - 硬件定时器驱动
drv_pwm - PWM驱动（基于TIMER）
drv_rtc - RTC驱动
drv_sdio - SDIO驱动
drv_sdram - SDRAM驱动（基于EXMC）
drv_spi - SPI驱动
drv_spi_flash - SPI Flash驱动
drv_usart - USART驱动（含v2版本）
drv_wdt - 看门狗驱动（FWDGT）

尚未移植到RT-Thread的驱动：

CAU - 加密加速单元（AES/DES/TDES）
CRC - 循环冗余校验
CTC - 时钟调整控制器
DAC - 数模转换器
DBG - 调试接口
DCI - 数字摄像头接口
ENET - 以太网控制器
EXTI - 外部中断（可能集成在GPIO中）
FMC - Flash存储器控制器
HAU - 哈希加速单元（SHA/MD5）
IPA - 图像像素加速器
IREF - 内部参考电压
MISC - 杂项功能
PKCAU - 公钥加密加速单元
PMU - 电源管理
RCU - 复位和时钟单元（框架层可能已包含）
SAI - 串行音频接口
SYSCFG - 系统配置
TLI - TFT-LCD接口
TRNG - 真随机数生成器
WWDGT - 窗口看门狗

位置 -
./libraries/gd32_drivers/

备注 -

这是RT-Thread的驱动适配层，
作用：将GD芯片的硬件功能适配到RT-Thread的设备框架，
提供统一的RT-Thread API接口，如 rt_device_t、rt_spi_bus、rt_serial
包含：drv_xxx.c/h文件，它们实现了RT-Thread的设备ops接口
特点：需要实现RT-Thread的设备注册、初始化、读写等标准接口
通过rt_hw_xxx_init()注册到RT-Thread系统

USB驱动架构图

┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│                   应用层 (Application)                    │
│  usb_cdc_test.c / 用户USB应用                            │
└───────────────────┬─────────────────────────────────────┘│
┌───────────────────┴─────────────────────────────────────┐
│          RT-Thread设备驱动框架 (Device Framework)         │
│  rt_device / rt_usb_device                               │
└───────────────────┬─────────────────────────────────────┘│
┌───────────────────┴─────────────────────────────────────┐
│    RT-Thread USB适配层 (libraries/gd32_drivers/)        │
│  drv_usbd.c - USB Device适配驱动                        │
│  ? USB硬件初始化                                         │
│  ? GPIO/时钟配置                                         │
│  ? 中断处理                                              │
│  ? RT-Thread设备注册                                     │
└───────────────────┬─────────────────────────────────────┘│ 调用
┌───────────────────┴─────────────────────────────────────┐
│   GD32 USB库 (packages/.../GD32F5xx_usb_library/)       │
│  ┌─────────────────────────────────────────────────┐   │
│  │ device/class/  - CDC/MSC/HID类驱动              │   │
│  │ device/core/   - USB Device核心                 │   │
│  │ driver/        - USB底层硬件驱动                │   │
│  │ ustd/          - USB标准定义                    │   │
│  └─────────────────────────────────────────────────┘   │
└───────────────────┬─────────────────────────────────────┘│ 操作
┌───────────────────┴─────────────────────────────────────┐
│              GD32F527硬件寄存器                          │
│  USBFS / USBHS 外设                                      │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘

驱动移植标准流程

0/ 工具链
在ConEmu中，

更新软件包 - pkgs --update
生成MDK5工程 - scons --target=mdk5
在Keil中，调试器选举openocd，
Rebuild All
Download

1/ 确认芯片原厂官方bsp存在，
./gd32527I-eval/packages/gd32-arm-series-latest/GD32F5xx/usb_library/
├── driver/ # USB底层驱动（已存在）
├── device/ # USB Device功能（已存在）
├── host/ # USB Host功能（已存在）
└── ustd/ # USB标准定义（已存在）

2/ 确认rt框架层驱动不存在，编写 -
usbd.h/c usbd_conf.h （USB通用）;
usbd.h/c usbd_conf.h （USB Device通用）;

3/ 添加编写的，构建文件

    .\libraries\gd32_drivers\SConscript# add usb device drivers.if GetDepend('BSP_USING_USBD'):src += ['drv_usbd.c']

4/ 添加，对应构建包中，原厂package中，相关的文件

    .\gd32527I-eval\packages\gd32-arm-series-latest\GD32F5xx\SConscript

5/ 添加，对应，menuconfig的，配置
.\gd32527I-eval\board\Kconfig
6/ 编写测试文件，
.\gd32527I-eval\applications\usb_cdc_test.c

7/ 在menuconfig中配置，更新配置并重新生成工程，编译，下载，运行测试。

新增文件架构

gd32527I-eval/
├── board/
│ ├── usb_conf.h ? 新建
│ ├── usbd_conf.h ? 新建
│ └── SConscript ? 修改
├── applications/
│ └── usb_cdc_test.c ? 新建
└── libraries/gd32_drivers/
├── drv_usbd.h ? 新建
├── drv_usbd.c ? 新建
└── SConscript ? 修改

packages/gd32-arm-series-latest/GD32F5xx/
└── SConscript ? 已修改

menuconfig中的菜单

Hardware Drivers Config  --->On-chip Peripheral Drivers  --->[*] Enable USB Device  --->USB Device Type (CDC (Virtual COM Port))  --->(X) CDC (Virtual COM Port)( ) MSC (Mass Storage)( ) HID (Keyboard/Mouse)(0) USB Speed (0:FS, 1:HS)

8/ 测试，debug；