从STM32F103到ACM32F403的U盘程序移植工程
前言
本项目是以spi flash（如w25q128等）存储元件作为存储单元，mcu主控完成usb接口通信并根据scsi协议实现u盘功能。其结构如下图所示：
spi flash部分移植
spi功能部分相对简单，acm32f403的接口引脚和stm32f103的相同，可直接对接，按照acm32f403的说明对spi接口进行初始化，并对底层读写函数进行更改即可。
usb部分移植
1. stm32f103代码结构
在st的芯片上，usb的数据是由两个中断，usb_lp_can1_rx0_irqhandler和usb_hp_can1_tx_irqhandler来进行，其中高优先级中断（usb_hp_can1_tx_irqhandler）用于处理同步(isochronous)模式传输或双缓冲块(bulk)传输模式下的正确传输事件，而低优先级中断（usb_lp_can1_rx0_irqhandler）用于处理其他传输时间。st的usb数据处理如下图所示：
由于usbfs协议的限制，一包数据中最多可携带64字节数据，因此，当存在大量数据需要进行传输（in或out包）时，需要分批次进行传输。在st的代码中，通过变量“bot_state”来进行控制，以read10指令为例，其读数据流程可如下图所示：
需要注意的是，read10指令解析完成之后（即上图左侧流程图）则进入数据传输阶段，此阶段是通过多次进入usb高优先级中断中，调用read_memory()；来实现的。read_memory()；函数内每次传输64字节数据。
2. acm32f403代码移植要点
本文基于上海航芯官方usb例程进行移植，移植后的程序结构如下图所示：
acm32f403的usb是采用一个中断来进行数据处理。在官方例程中，usb的中断函数内判定接收数据类型，包括suspend，resume，reset，ep0_pack以及其他端点的接收数据。判定结束后，会调用usb_monitor();函数来处理suspend，resume，reset以及ep0_pack数据。而其他端点数据会在usb_transfer_monitor();函数中进行解析，该函数由客户调用，一般在主函数的死循环中进行处理。在本文的移植中，主要需对usb的端点数据进行处理。
a. ep0_pack
ep0接收的setup数据会被存放在setip_0_3_data和setip_4_7_data寄存器中 ，数据结构如下所示：
dev_req.bmrequesttype=usbctrl->setip_0_3_data &0xff;
dev_req.brequest=(usbctrl->setip_0_3_data>>8)&0xff;
dev_req.wvalue=(usbctrl->setip_0_3_data>>16)&0xffff;
dev_req.windex = usbctrl->setip_4_7_data&0xffff;
dev_req.wlength=(usbctrl->setip_4_7_data>>16)&0xffff;
该部分解析，可由用户在函数void usb_control_transfer(void)中添加需要的处理函数。该函数由航芯官方例程里提供。在做u disk程序移植时，需添加getmaxlun和storage_reset处理函数，如下图所示：
b. ep1_pack
在本文所述的代码中，acm32f403采用ep1完成数据的收发工作。主要是完成对scsi协议的解析工作。移植过程中，需要文件mass_mal.c、memory.c、scsi_data.c、usb_scsi.c、usb_bot.c及其头文件。本段主要就上述文件中代码需要改动的地方进行说明，部分参数需要重新定义，读者可自行解决。下表列出了st和aisino的usb收发功能函数，该部分移植时需要修改的主要部分：
a. void mass_storage_in (void)
在st的工程代码中该部分主要用于处理scsi的读指令。由于全速usb一包数据最大支持64字节，因此，当需要传输的数据个数大于该数值时，则需要分包传输。在使用acm32f403时，可直接传送需要的数据长度，内部会进行分包处理，因此，该函数可省略。
b. void mass_storage_out (void)
该函数用于处理scsi指令解析以及发送指令，需在usb_transfer_monitor()中调用，并将函数内部的接收数据部分更改为：
“data_len = hal_fsusb_receive_data(bulk_data_buff, 64, out_ep_index, 1);”
c.void transfer_data_request(uint8_t* data_pointer, uint16_t data_len)
将usb发送函数更改为acm32f403对应的发送函数。在st的工程中，该函数用于传输完数据后，进入bot_data_in_last状态，并在下一次的mass_storage_in()函数调用时，回复csw指令。而本文的移植代码中，省略了mass_storage_in()函数，因此，可在该函数的尾部增加csw发送指令：
set_csw (csw_cmd_passed, send_csw_enable);
d.void set_csw (uint8_t csw_status, uint8_t send_permission)
将usb发送函数更改为acm32f403对应的发送函数。
e.void bot_abort(uint8_t direction)
该函数主要对收发端点的stall状态进行处理，在acm32f403的收发库函数中，对端点的stall已做出相应控制，因此，该函数可省略。
f.void read_memory(uint8_t lun, uint32_t memory_offset, uint32_t transfer_length)
read_memory函数用于收到pc端的in包请求后将存储器中的数据读取并发送至pc端。而acm32f403的usb发送库函数中，自行进行分包操作(一包最大数据为64字节)，因此在数据缓冲区容量允许条件下，可直接发送完毕，该函数修改如下：
{
uint32_t offset, length;
offset = memory_offset * mass_block_size[lun];
length = transfer_length * mass_block_size[lun];
csw.ddataresidue = cbw.ddatalength;
while(transfer_length --)
{
mal_read(lun ,
offset ,
data_buffer,
mass_block_size[lun]);
length = min(mass_block_size[lun], csw.ddataresidue);
offset += mass_block_size[lun];
hal_fsusb_send_data((uint8_t *)(data_buffer), length, in_ep_index);
csw.ddataresidue -= length;
}
set_csw (csw_cmd_passed, send_csw_enable);
}
g.void write_memory (uint8_t lun, uint32_t memory_offset, uint32_t transfer_length)
写数据指令完成后，将bot_state 值更改为 bot_idle。st的工程代码中，变量“bot_state”收发状态机的状态值，其值如下表所示：
而基于acm32f403的u disk工程，in包可由函数hal_fsusb_send_data（）在其内部进行分包处理，不需要额外逻辑，因此，移植后bot_state仅需要在bot_idle、bot_data_out、bot_error之间转换，其他对bot_state的控制可省略。
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spi flash部分移植
spi功能部分相对简单，acm32f403的接口引脚和stm32f103的相同，可直接对接，按照acm32f403的说明对spi接口进行初始化，并对底层读写函数进行更改即可。
usb部分移植
1. stm32f103代码结构
在st的芯片上，usb的数据是由两个中断，usb_lp_can1_rx0_irqhandler和usb_hp_can1_tx_irqhandler来进行，其中高优先级中断（usb_hp_can1_tx_irqhandler）用于处理同步(isochronous)模式传输或双缓冲块(bulk)传输模式下的正确传输事件，而低优先级中断（usb_lp_can1_rx0_irqhandler）用于处理其他传输时间。st的usb数据处理如下图所示：
由于usbfs协议的限制，一包数据中最多可携带64字节数据，因此，当存在大量数据需要进行传输（in或out包）时，需要分批次进行传输。在st的代码中，通过变量“bot_state”来进行控制，以read10指令为例，其读数据流程可如下图所示：
需要注意的是，read10指令解析完成之后（即上图左侧流程图）则进入数据传输阶段，此阶段是通过多次进入usb高优先级中断中，调用read_memory()；来实现的。read_memory()；函数内每次传输64字节数据。
2. acm32f403代码移植要点
本文基于上海航芯官方usb例程进行移植，移植后的程序结构如下图所示：
acm32f403的usb是采用一个中断来进行数据处理。在官方例程中，usb的中断函数内判定接收数据类型，包括suspend，resume，reset，ep0_pack以及其他端点的接收数据。判定结束后，会调用usb_monitor();函数来处理suspend，resume，reset以及ep0_pack数据。而其他端点数据会在usb_transfer_monitor();函数中进行解析，该函数由客户调用，一般在主函数的死循环中进行处理。在本文的移植中，主要需对usb的端点数据进行处理。
a. ep0_pack
ep0接收的setup数据会被存放在setip_0_3_data和setip_4_7_data寄存器中 ，数据结构如下所示：
dev_req.bmrequesttype=usbctrl->setip_0_3_data &0xff;
dev_req.brequest=(usbctrl->setip_0_3_data>>8)&0xff;
dev_req.wvalue=(usbctrl->setip_0_3_data>>16)&0xffff;
dev_req.windex = usbctrl->setip_4_7_data&0xffff;
dev_req.wlength=(usbctrl->setip_4_7_data>>16)&0xffff;
该部分解析，可由用户在函数void usb_control_transfer(void)中添加需要的处理函数。该函数由航芯官方例程里提供。在做u disk程序移植时，需添加getmaxlun和storage_reset处理函数，如下图所示：
b. ep1_pack
在本文所述的代码中，acm32f403采用ep1完成数据的收发工作。主要是完成对scsi协议的解析工作。移植过程中，需要文件mass_mal.c、memory.c、scsi_data.c、usb_scsi.c、usb_bot.c及其头文件。本段主要就上述文件中代码需要改动的地方进行说明，部分参数需要重新定义，读者可自行解决。下表列出了st和aisino的usb收发功能函数，该部分移植时需要修改的主要部分：
a. void mass_storage_in (void)
在st的工程代码中该部分主要用于处理scsi的读指令。由于全速usb一包数据最大支持64字节，因此，当需要传输的数据个数大于该数值时，则需要分包传输。在使用acm32f403时，可直接传送需要的数据长度，内部会进行分包处理，因此，该函数可省略。
b. void mass_storage_out (void)
该函数用于处理scsi指令解析以及发送指令，需在usb_transfer_monitor()中调用，并将函数内部的接收数据部分更改为：
“data_len = hal_fsusb_receive_data(bulk_data_buff, 64, out_ep_index, 1);”
c.void transfer_data_request(uint8_t* data_pointer, uint16_t data_len)
将usb发送函数更改为acm32f403对应的发送函数。在st的工程中，该函数用于传输完数据后，进入bot_data_in_last状态，并在下一次的mass_storage_in()函数调用时，回复csw指令。而本文的移植代码中，省略了mass_storage_in()函数，因此，可在该函数的尾部增加csw发送指令：
set_csw (csw_cmd_passed, send_csw_enable);
d.void set_csw (uint8_t csw_status, uint8_t send_permission)
将usb发送函数更改为acm32f403对应的发送函数。
e.void bot_abort(uint8_t direction)
该函数主要对收发端点的stall状态进行处理，在acm32f403的收发库函数中，对端点的stall已做出相应控制，因此，该函数可省略。
f.void read_memory(uint8_t lun, uint32_t memory_offset, uint32_t transfer_length)
read_memory函数用于收到pc端的in包请求后将存储器中的数据读取并发送至pc端。而acm32f403的usb发送库函数中，自行进行分包操作(一包最大数据为64字节)，因此在数据缓冲区容量允许条件下，可直接发送完毕，该函数修改如下：
{
uint32_t offset, length;
offset = memory_offset * mass_block_size[lun];
length = transfer_length * mass_block_size[lun];
csw.ddataresidue = cbw.ddatalength;
while(transfer_length --)
{
mal_read(lun ,
offset ,
data_buffer,
mass_block_size[lun]);
length = min(mass_block_size[lun], csw.ddataresidue);
offset += mass_block_size[lun];
hal_fsusb_send_data((uint8_t *)(data_buffer), length, in_ep_index);
csw.ddataresidue -= length;
}
set_csw (csw_cmd_passed, send_csw_enable);
}
g.void write_memory (uint8_t lun, uint32_t memory_offset, uint32_t transfer_length)
写数据指令完成后，将bot_state 值更改为 bot_idle。st的工程代码中，变量“bot_state”收发状态机的状态值，其值如下表所示：
而基于acm32f403的u disk工程，in包可由函数hal_fsusb_send_data（）在其内部进行分包处理，不需要额外逻辑，因此，移植后bot_state仅需要在bot_idle、bot_data_out、bot_error之间转换，其他对bot_state的控制可省略。
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