基于Smart Zynq与Lemon Zynq 的Petalinux开发章节九 USB HOST实验

本文介绍在Petalinux 下调用我们的USB 资源实现USB HOST的功能,并最终实现U盘的识别和读取

此章节内容适用于下列主板
- Lemon ZYNQ （CLG400封装的7020）
- Smart ZYNQ SP / SP2 （CLG484封装的7020）
- Smart ZYNQ 标准版（停产） (CLG400封装7010/7020 ）
- Smart ZYNQ SL版因为没有USB的资源，所以并不适用此工程
本文在 vivado2018.3 以及 Petalinux2018.3 版本上进行演示

关于USB 部分，设备树和内核驱动部分xilinx 官方在wiki上也有资料详细可以看下面链接http://www.wiki.xilinx.com/Zynq+Linux+USB+Device+Driver

一、VIVADO工程部分（之前章节制作的镜像已经带USB的部分，这里只做介绍）

我们之前制作的镜像中已经包含了USB部分的内容了，所以本次实验不需要重新制作VIVADO工程以及Petalinux 系统的重新编译操作。

USB添加的过程的内容可以回顾下列章节：
- Smart Zynq ：基于Smart Zynq 的Petalinux开发章节一 Vivado 基础硬件工程搭建
- Lemon Zynq ：基于Lemon Zynq 的Petalinux开发章节一 Vivado 基础硬件工程搭建

这里我们也可以简单回顾下：

1）在Block Design的ZYNQ设置页面里使能USB 0资源

因为我们的USB Phy的复位部分是接在MIO46管脚上的，所以这里还需要使能ZYNQ的MIO功能，并且在下方的USB 0 RESET选项里勾选 MIO46 复位方式选择低电平复位。（因为我们没有用到I2C功能，所以I2C复位的选项去除）

这里要注意，USB 资源挂载在BANK501上，Lemon Zynq 和Smart Zynq 的BANK501是不同的，所以这里设置不同（会影响SD,USB,和网络功能）：

Lemon ZYNQ 的主板（BANK501电压是1.8V），这里电压成1.8V
Smart ZYNQ 的主板（BANK501电压是1.8V），这里电压成3.3V
下图以Smart ZYNQ为例

上面是和USB相关部分的添加重点，当然要想让PETALINUX 正常跑起来，我们还是需要按工程一那样，将DDR型号，DDR位宽，UART，SD等资源添加起来的。

二、PETALINUX的编译和烧录（之前章节制作的镜像已经带USB的部分，这里只做回顾）

如果要回顾内容可以参考下面部分：

PETALINUX 的系统的编译及镜像的生成：
- Smart ZYNQ:基于Smart Zynq 的Petalinux开发章节二在 Ubuntu 上完成 Petalinux 的工程创建及编译全过程(TF卡启动)
- Lemon ZYNQ:基于Lemon Zynq 的Petalinux开发章节二在 Ubuntu 上完成 Petalinux 的工程创建及编译全过程(TF卡启动)
PETALINUX 镜像的烧录：基于Smart Zynq与Lemon Zynq 的Petalinux开发章节三创建可用于Petalinux 系统启动的SD卡（包含boot和rootfs分区）

编译过程中与USB相关的部分如下：

1) 在Kernel中增加 USB驱动部分

（我们和WIKI网站上的内容作对比，Kernel的配置页默认已经包含了USB HOST的所有必须的内容，所以不需要额外再单独配置了）（如果需要修改Kernel配置页，在命令行中输入下列指令 petalinux-config -c kernel）

根据刚才wiki 网站上的介绍，如果需要配置成USB HOST模式则需要将kernel按照下图这样设置

2) 设备树的修改

为了让USB功能正常使用，我们需要在设备树上增加USB的相关内容，路径在我们创建的工程PetalinuxSystem路径下的 /project-spec/meta-user/recipes-bsp/device-tree/files 内的 system-user.dtsi文件。

双击打开这个文件，并按下图所示，在原先的代码后面增加如下内容，之后再保存与退出

/include/ "system-conf.dtsi"
/ {
};

/{
    usb_phy0: usb_phy@0 {
    compatible = "ulpi-phy";
    #phy-cells = <0>;
    reg = <0xe0002000 0x1000>;
    view-port = <0x0170>;
    drv-vbus;
    };
};
&usb0 {
    dr_mode = "host";
    usb-phy = <&usb_phy0>;
};

上述内容中包含了USB 的设备树内容。之后保存并关闭即可。

备注：网上部分教程在设备树里需要手动添加网络部分的设备树，但是经过实际调试，2018.3的petalinux不需要自己手动创建网络的设备树，系统会自动帮我们在设备树里添加网络，而不需要手动添加（在没有编译前看不到设备树，整个工程编译后系统会自动在 /components/plnx_workspace/device-tree/device-tree下的pcw.dtsi文件和和zynq-7000.dtsi文件中自动添加上网络部分的中为我们添加网络部分的设备树内容）。

三、启动主板并进入PETALINUX系统

将板子的启动方式调整成SD启动，如下图所示(图片以Smart ZYNQ为例)

接下来可以对主板进行上电(已经上电的就按下电脑的POR复位键)。上电之后板子上的POWER灯以及DONE灯将会亮起，如果我们的UART和电脑连接了，此时用putty等专业软件查看串口信息（波特率115200），可以看到系统已经启动，串口正在发送启动的日志信息。（当然这里也可以用 SSH方式通过网络进行连接）

当系统出现root@localhost:~# 就代表系统已经成功启动了，系统此时停留在等待输入账号密码的状态