MM32 USB功能学习笔记 —— WebUSB功能

1万 · 2021-5-8 16:56

对于WebUSB来说，其是由Reilly Grant和Ken Rockot开发的，它已经被推入W3C WICG，以求建立一个能够被浏览器制造商引用的平台。WebUSB是一个Javascript API，可以允许网页访问已连接的USB设备，这里的USB设备是指系统和工业的USB设备。通过WebUSB API，我们可以让USB设备，比如键盘、鼠标、3D打印机和硬件驱动连接到物联网，甚至在Web页面上进行定位。这一产品的目的，是为了帮助硬件制造商将他们的USB设备实现跨平台通用（包括Web），此后不需要为特定的平台写本地驱动或者SDK。除了控制硬件，WebUSB也可以通过Web页面安装固件升级或者执行其他重要任务。然而，这个草拟版本的API并不能传输文件。

当然，目前WebUSB现在只是个草拟版本，还没有正式采用W3C标准。其开发工作仍然在进展之中，但是我们现在还是可以在Github上看到完整的WebUSB代码库（https://github.com/wicg/webusb）。

1万 · 2021-5-8 16:57

WebUSB原理
当USB设备插入主机时，浏览器会读取设备发送的描述符，然后将其储存在内部USB设备储存器中。此过程由Chrome的浏览器内核Blink处理。日志可以在chrome://device-log（GET参数“refresh = 1”非常有用）中查看。

根据规范要求，设备可以在其二进制对象存储中的平台描述符中明确地声明对WebUSB的支持。

图1 WebUSB功能描述符

浏览器将每个USB设备存储在自己的设备存储器中。WebUSB的可访问性由本机驱动程序支持所决定。在Windows上，我们可以通过浏览器访问由WinUSB驱动程序处理的每个USB设备。其他的诸如大容量存储设备，网络摄像头或HID等就无法通过网络访问了，因为它们具有处理这些设备的专用驱动程序。

本节我们来讲解如何在MM32 MCU实现WebUSB设备功能，对于MM32 MCU来说，实现WebUSB只需要在之前程序基础上修改添加部分代码即可。

本次我们采用MM32L373 miniboard作为测试开发板。为了方便大家使用MM32 MCU的WebUSB设备功能，我们已经封装好全部代码，用户不需要自己配置那些麻烦的描述符等参数，只需要知道用之前的单一设备函数即可。

1万 · 2021-5-8 16:57

软件资源如下：
对于MM32 MCU的WebUSB，我们可以配置WebUSB的参数来让网页识别设备。
#define USBD_WEBUSB_STRDESC       L"WebUSB: MM32"
//    WebUSB support
#define USBD_WEBUSB_ENABLE       WEBUSB_INTERFACE
#define USBD_WEBUSB_VENDOR_CODE    0x21
#define USBD_WEBUSB_LANDING_URL "os.mbed.com/webusb/landing-page/?bid="
#define USBD_WEBUSB_ORIGIN_URL    "os.mbed.com/"
参数设置如上可以看到电脑上显示的设备名称WebUSB：MM32，如下：

图2 WebUSB枚举列表

在使用MM32 WebUSB功能之前先调用USB初始化函数来初始化USB协议栈。
int main(void)
{
// USB Device Initialization and connect
usbd_init();
usbd_connect(__TRUE);
while (!usbd_configured()) // Wait for USB Device to configure
{
}
while (1)
{
……
}
}

然后依然和之前一样只是在WINUSB基础上添加WebUSB相关参数函数接口即可，代码如下：
#IF (USBD_WEBUSB_ENABLE)
usbd_webusb_if_num = if_num++;
desc_ptr += webusb_desc_fill(&USBD_ConfigDescriptor[desc_ptr], &USBD_ConfigDescriptor_HS[desc_ptr], usbd_webusb_if_num);
#endif

#if (USBD_WEBUSB_ENABLE)
static U16 webusb_desc_fill(U8 * config_desc, U8 * config_desc_hs, U8 if_num) {
U8 * pD = 0;
const U8 webusb_desc[] = {
WEBUSB_DESC
};
pD = config_desc;
memcpy(pD, webusb_desc, sizeof(webusb_desc));
((USB_INTERFACE_DESCRIPTOR *)pD)->bInterfaceNumber = if_num;

#if (USBD_HS_ENABLE == 1)
pD = config_desc_hs;
memcpy(pD, webusb_desc, sizeof(webusb_desc));
((USB_INTERFACE_DESCRIPTOR *)pD)->bInterfaceNumber = if_num;
#endif

#if (USBD_WINUSB_ENABLE)
pD = USBD_WinUSBDescriptorSetDescriptor + WINUSB_DESCRIPTOR_SET_HEADER_SIZE;
((WINUSB_FUNCTION_SUBSET_HEADER*)pD)->bFirstInterface = if_num;
#else
#error "WEBUSB requires WINUSB!"
#endif

return sizeof(webusb_desc);
}
#endif

1万 · 2021-5-8 16:59

这样我们就完成MM32 MCU的WebUSB功能，将程序下载到板子中，USB插上电脑，电脑上会枚举出WebUSB。在WebUSB枚举成功后，我们需要检查是否真的可以被网页识别。找了一个静态网页，通过该网页检测WebUSB工作状态。

图3 测试网页

要测试设备是否支持，请单击“选择设备”按钮打开权限提示。此提示将列出所有可用的USB设备。通过选择所需的设备并单击“连接”，工具将打开设备，并遍历每个可用的界面，并尝试声明。结果记录在页面底部的表格中。被声明的interfaces列显示可以声明的接口编号，我们点击choose A Device。