USB IP核FPGA调试

Posted 2023-02-24 yuanyun_elber

synopsys的usb dwc3 ip核调试已经开始一周多了，之前已经先行调通jlink和串口等常规调试手段，我们目前usb作为device端的软件已经准备好了，上周本来准备插上pc就能愉快地枚举跑起来，但是好事多磨，连get descriptor的第一个transfer都没跑完。

从软件打印来看，这个transfer中第一个transaction，也就是setup包data packe收的是对的，但是第二个transaction，因为是我们发数据，就开始出现不正常了。

工欲善其事必先利其器，后来我们就在等待usb分析仪的路上，从周一等到周三，周三又拖到周五，好不容易今天等到了usb分析仪，发现北京寄过来的usb分析仪根本就不对，（是一个usb接口的逻辑分析仪），果断向老同事求助借到了usb分析仪。

抓取usb分析仪数据发现（拓扑结构是fpga作为usb device接到pc上，中间串一个usb分析仪），我们发送的数据都多了一个字节，下图中的ack packet和nack packet以及in的数据都是两个两个出现的

 尽管两个字节的ack电脑有时候也认，后续in包的token电脑也会发出来，但是我们出来的in数据不对，所以这个交互是失败的。而且有的时候，电脑连in包的token（0x69）都没发出来。

数字的同事拉UTMI信号线发现，txready和txvalid的确异常，txready比正常多了一个cycle

复习一下usb的数据包格式相关知识点：

我们的usb分析仪界面不算清楚，找了一张网上的图：

usb的transfer、transaction、packet等比较搞的概念看这张图基本就清楚了，是transfer>transaction>packet的层次结构，一个控制transfer包含2个或3个transaction，也就是setup、data、handshake（软件代码里叫做status）这三个阶段，handshake的方向和data方向必须相反。所谓的3stage就是这个意思，正是因为3段式通信太繁琐了，在usb3.0中，3段式通信被简化成了2段式。一个transaction又会包含若干个packet，上图是比较理想的状况，实际的packet数会比这个更多一点——

以我们抓包的get descriptor这个transfer为例，get descritpor的data in transcation多了9个nack packet，而status 阶段更多，多了PING包、nack包等很多包。

附usb的pid格式