PSoCでUSB

2006/07/19〜
K.I

Index

概要
準備
- PS-USP01ボード側
- ベース基板側
動くかな
- 接続してみる
- PCアプリ起動
- 書き込めない。。
- MiniProgのファームが古かった
- Example2
- Example3
PC側アプリケーション
- 何処から手をつけたら良いものか
汎用USBドライバを使ってみる
- USBマウス
- uusbd.infの設定
- 何で'!'になるの？
- SnoopyProを使ってみる
- 最初の状態に戻したいけど。。
- VBについて
- uusbdのアンインストール
- 標準的な２ボタンマウスの信号
- Example1はどうなの？
- 結局、動かず
- マウスじゃなければ
PCアプリケーションを作ろう
- pipedumpをWindowsアプリケーションに
- データ出力はどうするの？
- データ出力できた！
- AN2298のEx1用アプリ

概要

PastelMagicから、 USBコントローラ内蔵のPSoC、CY8C24794-24LFXIが実装された PS-USP01ボードが発売になった。
- tanago55さんという方の設計で、USBのmini-Bソケット付き、2.45mmピッチで2×16のピンヘッダを２つ立てられるようになってる。
CY8C24794のパッケージは、自分にはとてもちゃんと半田付け出来そうもなかったので手を出さなかったが、これで試すことが出来そうだ。

→このパッケージの半田付けをしなくて済むだけで嬉しい。

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準備

PS-USP01のマニュアルを、PastelMagicからダウンロードして、ざっと内容を確認する。
- あらかじめ、AN2298のExample1が書き込まれている状態らしい。
Cypressのアプリケーションノートのページ、或いは PSoCDevelopperとかから、 AN2298のプロジェクトファイルとpdfファイルをダウンロードする。

PS-USP01ボード側

PS-USP01に未実装な部品を追加する。以下は付属していないので、別途、自分で用意する必要がある。
- プログラム書込み用の、1×5ピンヘッダ →MiniProgを取り付けるためのもの。
  - 自分は横向きに挿せるようにしてみた。
- パワーLED →電源モニター用（電流制限抵抗 1kΩは実装済み）電池駆動なら付けない方が良い
- 2× 16のピンソケット２個の取り付け→ピンヘッダにするかどうか迷うところ。
  - 今回は基板側をいろいろ差換えることを考えてソケットにしたけど。
  - ピンヘッダの方が良かったかしらん。部品面に付けるって手もあるんだよね。
LEDは、やっぱり青色にしました。
あと、バスパワー時の保護用のポリスイッチを付けることも出来るようになっているけど。
- とりあえずデバッグ中はセルフパワーで、MiniProgから電源供給するので、最初はポリスイッチは取り付けない。
あ、 doggieさんは、もうちゃんと動かしてますね。流石に手が早いなぁ。

ベース基板側

実験用のベース基板を作る。
AN2298は、CY8C24794 Evaluation Boardを使ったアプリケーションノートなんだけど、回路がどうなってるのか良く分からない。
- PS-USP01のマニュアルを見ると、Example1は4つのスイッチと4つのLEDをUSBでコントロールするものらしい。

以下のように接続すれば良いようだ。

 - P22,P23,P24,P25を、スイッチ入力（SW1〜SW4）
 - P32,P33,P34,P35を、LED出力（抵抗経由でVDDに接続する）

最低限のピンだけ立てたベース基板を作れば良いかな〜と、ピン配置を見る。
- PS-USP01は、ポート番号が基板にシルク印刷されてるので、分かりやすい。
- doggieさんのページでも言っていたけど、これは便利。ピン番号なんか書いてあっても面倒臭いもんね。
ふーん、ポート番号は連続してるけど、ピン配置はバラけてるな〜。
- これって、ブレッドボードで出来ないかしらん。
- でも、ちょっと無理っぽいな〜。。。。。うーん。
で、無理矢理に以下のような配線をしてみました。
- ボードとの接続には、ヘッダピンを抜いたものを9本使用¹。
  
  →でも指でボタン押せません。竹串が必須。。。
GNDピンは接続出来なかったので、ICクリップで接続する。
- 下側のLEDは、 VDDに接続し難かったので、VSSに接続した。→点灯・消灯が逆になるけどね
ポリヒューズ付けてないので、MiniProgで電源供給する
- しかし、これじゃスイッチ押せないなぁ。→しかたないので竹串で押すことにする。。
でも、これは本当に危なっかしい。それこそショートして、本体のUSBインターフェース壊しかねない。
- 本当はちゃんとボード作るべきだよね。とりあえずお試しだけだな。。。

¹2列のピンのいずれかのみ接続すること、両方接続すると当然ショートします。。

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動くかな

PS-USP01は、初めからAN2298のExample1が書き込まれているということなので、USB接続するだけで動くはずだ。

接続してみる

MiniProgと、USBケーブルを接続して、PSoCプログラマを起動する。
- とりあえずは書込みするわけじゃなく、ただ電源を供給する為だけだ。
PSoC Programmerで、Power Deviceにチェックすると、USBデバイスとして自動的に認識された。
デバイスマネージャで、USB HID（ヒューマンインターフェースドライバ）として認識されている。
- でも、デバイスのプロパティでVIDとかPIDの確認は出来なかった。（Windows2000だから？）まぁ、認識されてるから良いか。。
EZUSBみたいにドライバを起動時に読み込むんじゃなくて、標準ドライバでしてるのかな？
- やっぱりCypressだから、同じなのかなぁ。

PCアプリ起動

AN2298に付属しているPCアプリケーション example1.exeを起動する。
- すんなり起動して、ちゃんと動作した。
ふーん。PC側からLEDを点滅させるだけじゃなく、スイッチでLEDを点滅させたり、いろいろ切替えられるようになってるんだ。
- これは結構分かりやすいサンプルだ。これを基にいろいろやってみると良さそうだな〜。
ectoyfanさんも始めましたね。自分も頑張んないと。

書き込めない。。

Example2を試してみようと、コンパイルしてみるが、以下のエラー。
```
        !E ./lib/usb.h(124): redeclaration of `T_USB_XFER_STATUS_BLOCK'
```

redeclaration？なんでだろう。

その部分をコメントアウトしてみるか。。

       //typedef struct {
       //    BYTE bStatus;
       //    WORD wLength;
       //} T_USB_XFER_STATUS_BLOCK;

以下のようなDialogが出たけど、コンパイル出来た。

まぁ、これは関係ないはずだ。

       The document you are editing, '.....\boot.asm', has been modified externally.
       Would you like to update the open copy to reflect the modifications?

でも、以下のようにデバイス不一致？で書込み出来ませんでした。何でかなぁ。。

Programming Terminated at 23:38:39
        Check Device Family/Device setting or Programming Mode
        Target Device does not match chosen Device

マニュアルに載ってるやり方でもやってみたが、同じだった。
- コンパイルの問題じゃなく、書込み時のデバイス不一致だから当然か。
```
//#include "usb.h"
```
実は、ボードは２つ買ったので、もう１つのボードに ISSP端子だけ付けて試してみましたが同じでした。
- ISSP端子しか付いてないから、半田付けの問題とは考え難いし。
気になるのは、説明書ではMINI Version 1.71になってるけど、自分のは1.67ってことかな。
- うーん、分からない。如何にも設定の問題のように思えるんだけど。。何か抜けてることがあるのかなぁ。

MiniProgのファームが古かった

ここで、pctoyfanさんより、MiniProg1のファームが古いのではとの指摘。
- なるほど〜。そうだったのか。
早速、 Cypressの、ソフトウェアおよびドライバのページから、PSoC Programmer2.2をダウンロードした。
- インストーラを起動すると、古いプログラムをremoveするように促されるので、removeする。
- それから、改めてインストーラを起動してプログラムをインストールする必要がある。

PSoC Programmerを起動して、Programボタンを押すと以下のメッセージ。

        Firmware update required at 19:07:59    Update firmware using Utilities/Upgrade Firmware
        Open MiniProgrammer at 19:07:59 MINI version Expecting >= 1.71 got 1.67

これはdoggieさんの言ってたメッセージですね。僕のプログラマは相当古かったのかしらん。
- Utilitiesメニュー→Upgrade Firmwareで、MiniProgのファームを書換え。暫し待つ。
改めて、Programしてみると、すんなり成功しました。
- ectoyfanさん、 doggieさんありがとうございます。PastelMagicのJUNKBOXさんからも同様のコメントを頂きました〜。

Example2

改めて、Example2を試してみます。
- プロジェクトを眺めても、イマイチ分からないんだけど、P03をA/D変換して、キーボードの振りをしてPCへデータを送るという感じなのかな。
LCDにも、いろいろ表示されるらしいんだけど、面倒なので何も接続せずにやってみる。

プロジェクトを、コンパイルしたら、Programmerを起動して書込み。

とりあえずUSBケーブルを抜いて、MiniProgから電源を供給する。
doggieさんの言うように、 PC側でテキストエディタを起動して、USBケーブルを挿してみる。

temp2 = 056
temp2 = 043
temp2 = 052
temp2 = 002
temp2 = 002
temp2 = 231     →基板を手でちょっと触ると、変動が大きくなる気がします。。
temp2 = 002     →
temp2 = 255     →
temp2 = 002     →
temp2 = 255     →
temp2 = 154     →
temp2 = 137     →
temp2 = 116     →
temp2 = 112     →
temp2 = 088
temp2 = 089

これは、要するに特別のアプリケーションを作らなくても、標準のUSBデバイスとして動くことを示すサンプルみたいだ。
- ちゃんと動くみたいなので、これはこれで良しとする。→配線面倒なので。

Example3

これは、同様にコンパイルする。
- デバイスマネージャで、USB HID（ヒューマンインターフェースデバイス）の'Process Monitoring Device'として認識されているんだけど。。
Example3用のPCアプリケーションを起動すると、以下のように認識されない。
```
        Could not find Process Monitoring Device
```
Example1とExample2は、問題なくコンパイルして動作したのに、何故Example3だけ認識されないんだろう？
- デバイスマネージャで、デバイスのプロパティでVIDとかPIDの確認は出来てないけど、一致していないのかなぁ。
ここで、doggieさんもWin2Kで、Example3が動かなかったとの情報を頂く。
- うーん、もしかすると、Example3のPCアプリははW2Kに対応していないのかな？
doggieさんから教えてもらった usbviewで、プロパティを確認してみよう。
- うーん、これでも見れない。っていうか、MiniProgも見れないなぁ。USBメモリもダメだ。

もしかすると、ダメなのは拡張USB2基板を使ってるからかなぁ。

もともとの USB1ポートに繋ぐと、'Process Monitoring Device'も認識され、VIDやPIDが確認出来た。

Device Descriptor:
bcdUSB:             0x0200
bDeviceClass:         0x00
bDeviceSubClass:      0x00
bDeviceProtocol:      0x00
bMaxPacketSize0:      0x08 (8)
idVendor:           0x4242
idProduct:          0xEE03
bcdDevice:          0x0100
iManufacturer:        0x01
iProduct:             0x04
iSerialNumber:        0x03
bNumConfigurations:   0x01

ConnectionStatus: DeviceConnected
Current Config Value: 0x01
Device Bus Speed:     Full
Device Address:       0x04
Open Pipes:              2

Endpoint Descriptor:
bEndpointAddress:     0x83
Transfer Type:   Interrupt
wMaxPacketSize:     0x0008 (8)
bInterval:            0x01

Endpoint Descriptor:
bEndpointAddress:     0x04
Transfer Type:   Interrupt
wMaxPacketSize:     0x0008 (8)
bInterval:            0x01

Config Descriptorをチェックすると、さらに細かい仕様が見れるようだ。
- これで、Example3.exeでも認識出来るかな？と思ったけど、それはやっぱりダメでした。
VBは良く分からないが、Example3のソースを見ると、StartUp.frmに以下の記述があるので、VID,PIDはOKだろう。
```
SystemName = FindHIDInterface(&H4242, &HEE03, &HFF03)
```
VBも、XPも持ってないので、Example3については、とりあえずココまでにしておこう。

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PC側アプリケーション

やはりPC側のアプリケーションをなんとかしないと、良く分かんないなぁ。
- USBって、プラグアンドプレイで使うのは楽なんだけど、いざ作ろうと思うとPC側の負担が大きい規格のように思う。

何処から手をつけたら良いものか

トラ技の2006年4月号の桑野さんの記事をみると、USBの１パケットの送受信は結構大変そうだ。
ターゲット側は、ディスクリプタテーブルというのを作らなきゃいけないらしい。
- レポートディスクリプタっていうのは、何なんだろ？
PCホスト側は、指定したVIDとPIDの一致するテーブルを持つターゲットと通信するってことなのかな？

CypressのVBのソースから、Read,Writeを探してみると、こんな感じの行がある。

・Private Function ReadInReport() As Integer
 - Success = ReadFile(ReadHandle, InReport(0), 3, BytesRead, ReadOverlap)

・Private Sub Continuous_Click(ByVal eventSender As System.Object, ByVal eventArgs As System.EventArgs) Handles Continuous.Click
 - Success = WriteFile(WriteHandle, Sample_Rate(0), 2, BytesWritten, 0)

・Private Sub GetOneSample()
 - Success = WriteFile(WriteHandle, Sample_Rate(0), 2, BytesWritten, 0)

比較的シンプルに作ってあるみたい。
- やっぱりVBを使ったほうが良いんだろうなぁ。でもVBは使ったこと無いし、そもそも無い。
tanago55さんのページから、 HIDドライバを使ったI/Oの実験のサンプルを試してみる。
- ファームをPSoCに書き込んで、電源を入れるとHIDとして認識される。
- でもW2Kの環境では、でもPC側アプリケーションのUSB_PSOC_IO.exeを実行すると、CPU使用率が100%になってしまって起動しなかった。
このサンプルは、BorlandC++BuilderでクラスライブラリのVCLを使っている。
- PSoC側のファームはシンプルだし、ほとんどのポートを単純に操作するようになってるので参考になりそう。
  - ここらへんは、unit1.cppをみると、ReadFileやWriteFileで記述されている。
- このexeファイルはXP用なので、XPだとスンナリ動くんだろうな〜。
  - それに、おそらくW2K用にコンパイルし直せば、動作するのではないかと思う。
でも、自分はSDKしか使ったことないからなぁ。
- 一般的には、MFCとか VCLのようなクラスライブラリを使うのが、正しい選択だと思うんだけど。。

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汎用USBドライバを使ってみる

一足飛びじゃなく、地道にやるか。。
- でも、 USBのコントロールは自力では出来そうもない。
以前、買って積んでおいた CQ出版の「TECH I・USBハード&ソフト開発のすべて」を引っ張りだしてくる。
- 汎用USBドライバというのを使えば、HIDのコントロールが出来そうな感じだ。
- APIがシンプルなので、ここから始めれば理解し易いんじゃなかろうか。
柏野さんのページから、汎用USBドライバをダウンロードする。
これはベンダIDとプロダクトIDを設定する必要がある。
- これは、 usbview.exeを使えばいいのか。

USBマウス

USBマウスって意外と、単純な信号を出しているらしい。
- まずはマウスの信号を見るようにしてみようか。ってUSBマウス持ってないじゃん。
で、買って来ました。 usbviewで見ると、

Device Descriptor:
bcdUSB:             0x0110
bDeviceClass:         0x00
bDeviceSubClass:      0x00
bDeviceProtocol:      0x00
bMaxPacketSize0:      0x08 (8)
idVendor:           0x056E (Elecom Co., Ltd.)
idProduct:          0x0040
bcdDevice:          0x0230
iManufacturer:        0x01
iProduct:             0x02
iSerialNumber:        0x00
bNumConfigurations:   0x01

ConnectionStatus: DeviceConnected
Current Config Value: 0x01
Device Bus Speed:      Low
Device Address:       0x03
Open Pipes:              1

Endpoint Descriptor:
bEndpointAddress:     0x81
Transfer Type:   Interrupt
wMaxPacketSize:     0x0008 (8)
bInterval:            0x0A

uusbd.infの設定

SETUPディレクトリの、uusbd.infのVID,PIDを書換え。３箇所

  ：
[Kashiwano]
  ：
%USB\VID_056E&PID_0040.DeviceDesc%=UUSBD.Dev, USB\VID_056E&PID_0040     →VID,PID書換え
  ：
[Strings]
  ：
USB\VID_056E&PID_0040.DeviceDesc="Universal USB Driver (Mouse)"         →VID,PID書換え

何で'!'になるの？

マウスを繋いだ状態で、ドライバを更新する。
- SETUP ディレクトリを指定する
- 再起動を促されたので再起動した。
UUSBD用USBデバイスとして、マウスが認識された。→でも '!'になってる

PIPEDUMPをコンパイルして、実行すると、

        Uusbd.sysを使ったUSBデバイスは見つかりません

これは、 uusbd.sysがちゃんと組み込まれてないってこと？
- uusbd.inf の設定が悪い？
- それともこのデバイス自体の問題かな？

SnoopyProを使ってみる

USB SnoopyProを動かしてみる。

まぁ、これも使うの初めてだけど。

1       in down n/a     0.204   GET_DESCRIPTOR_FROM_DEVICE
1       in up   n/a     0.219   CONTROL_TRANSFER        12 01 10 01 00 00 00 08 0x00000000
2       in down n/a     0.219   GET_DESCRIPTOR_FROM_DEVICE
2       in up   n/a     0.219   CONTROL_TRANSFER        09 02 22 00 01 01 00 a0 0x00000000

うーん。認識されてるようにも見えるけど。
- 考えてみると、正しい動作が分からないから、意味無いよね。。

最初の状態に戻したいけど。。

USBマウスを最初の状態に戻せば良いか。
- で、uusbdを設定する前の状態に戻そうとして、デバイスマネージャでドライバを削除してみる。
- また再起動しなきゃダメなのか。面倒だなぁ。W2Kだからかなぁ。
UUSBD用USBデバイスとして、マウスが認識されたまま。 →あいかわらず'!'になってるし。。
- 元にもどすの、どうすれば良いんだろう？
あぁ、 ectoyfanさんが、Example1をNET用に移植されましたね。
- これで、開発環境の選択肢が増えたなぁ。うーん。VC++やめて、VBにしようかな。。

VBについて

ちょっと横道に逸れちゃうけど、VBをいざ読んでみると、なかなか難しい。

VCなら、WinMainで始まって、イベントループでWinProcが呼ばれるから、その流れが何となく分かるんだけど。。
VBって、何処がどうなってるのか分かんないなぁ。
- Startupが、 WinProcのようなもので、多分メッセージに対応した関数を呼び出すのかな？
- StartupLoadっていうのが、WM_CREATEみたいなもの？
- StartupPaintが、 WM_PAINTってこと？Invalidateはどうするんだろ？
- じゃ、 WM_TIMERとかに当たるのは？
疑問ばかりだ。
うーん、そもそもMFCみたいにクラスライブラリになってるみたいだから、いろいろ隠蔽されてて構造が分かり難いのかなぁ。。
- 自分はMFCもいまいち合わなくて、 SDKで作ることにしたしなぁ。。
結局、VBが分かんないというより、クラスライブラリが好きじゃないってことなのかも。

ちゃんと動く

といいながらも、 VS2005 StandardEditionなので、VBもコンパイル出来る。
- で、ectoyfanさんの VB.NET対応のExample1をダウンロードして、
ソリューションファイル、example1.slnをダブルクリックしてVSを起動。
- ビルドで、簡単にコンパイル出来た。
Example1のファームを書き込んで、繋いで見る。
- bin/Example1.exeを実行、簡単に動く。
うーん。こんなに簡単に動くとマズイな〜。VBの方が楽なのかな〜。マズイよな〜。

uusbdのアンインストール

とりあえず、マウスの解析に戻ろう。
uusbdのアンインストールは、ずいぶん悩んだけど、結局はデバイスマネージャのドライバの更新で、既知のドライバを表示してその一覧から、普通のUSBヒューマンインターフェースドライバに変更すれば良かったのか。。
- いちいち、再起動させられるのは、ちょっと嫌になるけど。
- これで、通常のUSBマウスが繋がった状態だ。
SnoopyPROを使って、マウスをほんの少しづつ動かして、どんな信号が出てるか見てみよう。
- このツールは、最初はどうすれば良いのかサッパリだったが、以下のようにすれば良いようだ。
まず、View→USB Devicesで、あらかじめ調べておいたマウスのVID,PIDのものをリストから選択しておいて、以下のように実行。
- File→Unpack Driver
- File→Install Services
- Edit→Install Sniffer
- Edit→Restart Device
これで、USBlogが表示されるので、マウスをちょっと動かしてから、
- ポーズボタンを押して、Tools→Anarize Logを選ぶ

標準的な２ボタンマウスの信号

ホイール付きだけど、標準的な２ボタンマウスの信号を見てみる。
- ELECOMのM-D8URRD、無線マウスだけど、USBの信号はおそらく同じだろう。

左ボタン

        474     ??? up  n/a     251.297 BULK_OR_INTERRUPT_TRANSFER      01 00 00 00     0x00000000
        476     ??? down        n/a     251.297 BULK_OR_INTERRUPT_TRANSFER      -
        475     ??? up  n/a     251.485 BULK_OR_INTERRUPT_TRANSFER      00 00 00 00     0x00000000
        477     ??? down        n/a     251.485 BULK_OR_INTERRUPT_TRANSFER

右ボタン

        476     ??? up  n/a     407.516 BULK_OR_INTERRUPT_TRANSFER      02 00 00 00     0x00000000
        478     ??? down        n/a     407.516 BULK_OR_INTERRUPT_TRANSFER      -
        477     ??? up  n/a     407.719 BULK_OR_INTERRUPT_TRANSFER      00 00 00 00     0x00000000
        479     ??? down        n/a     407.719 BULK_OR_INTERRUPT_TRANSFER      -

何故、Dirが???になっちゃうのかな？まぁ、マウスはInputのみだよね。
- １byte目の、ビット０が左ボタン、ビット１が右ボタンだ。
１回のクリックで、どうも２回送信されてるようだ。
- つまり、MouseDownとMouseUpってことか。

右に移動

        490     ??? up  n/a     819.735 BULK_OR_INTERRUPT_TRANSFER      00 7e f3 00     0x00000000
        492     ??? down        n/a     819.735 BULK_OR_INTERRUPT_TRANSFER      -
        491     ??? up  n/a     819.750 BULK_OR_INTERRUPT_TRANSFER      00 1e fa 00     0x00000000
        493     ??? down        n/a     819.750 BULK_OR_INTERRUPT_TRANSFER      -
        ：

左に移動

        495     ??? up  n/a     889.781 BULK_OR_INTERRUPT_TRANSFER      00 bb f1 00     0x00000000
        497     ??? down        n/a     889.781 BULK_OR_INTERRUPT_TRANSFER      -
        496     ??? up  n/a     889.813 BULK_OR_INTERRUPT_TRANSFER      00 fe fe 00     0x00000000
        498     ??? down        n/a     889.813 BULK_OR_INTERRUPT_TRANSFER      -
        ：

上に移動

        498     ??? up  n/a     931.531 BULK_OR_INTERRUPT_TRANSFER      00 01 ea 00     0x00000000
        500     ??? down        n/a     931.531 BULK_OR_INTERRUPT_TRANSFER      -
        499     ??? up  n/a     931.531 BULK_OR_INTERRUPT_TRANSFER      00 01 f7 00     0x00000000
        501     ??? down        n/a     931.531 BULK_OR_INTERRUPT_TRANSFER      -
        ：

下に移動

        518     ??? up  n/a     1020.750        BULK_OR_INTERRUPT_TRANSFER      00 01 1a 00     0x00000000
        520     ??? down        n/a     1020.750        BULK_OR_INTERRUPT_TRANSFER      -
        519     ??? up  n/a     1020.750        BULK_OR_INTERRUPT_TRANSFER      00 00 1a 00     0x00000000
        521     ??? down        n/a     1020.750        BULK_OR_INTERRUPT_TRANSFER      -
        ：

マウスは、ちょっと動かしただけで、沢山データが送信されるので、２回分だけ示した。
- これは、つまり２byte目は、X方向の移動で、右方向が正、左方向が負。
- ３byte目は、Y方向の移動、上方向が負、下方向が正ということか。

上にスクロール

        528     ??? up  n/a     1087.047        BULK_OR_INTERRUPT_TRANSFER      00 00 00 01     0x00000000
        530     ??? down        n/a     1087.047        BULK_OR_INTERRUPT_TRANSFER      -
        529     ??? up  n/a     1087.219        BULK_OR_INTERRUPT_TRANSFER      00 00 00 01     0x00000000
        531     ??? down        n/a     1087.219        BULK_OR_INTERRUPT_TRANSFER      -

下にスクロール

        531     ??? up  n/a     1127.094        BULK_OR_INTERRUPT_TRANSFER      00 00 00 ff     0x00000000
        533     ??? down        n/a     1127.094        BULK_OR_INTERRUPT_TRANSFER      -
        532     ??? up  n/a     1127.313        BULK_OR_INTERRUPT_TRANSFER      00 00 00 ff     0x00000000
        534     ??? down        n/a     1127.313        BULK_OR_INTERRUPT_TRANSFER      -

スクロールホイールは、４byte目で、上方向が正、下方向が負になっているようだ。
- ホイールの無いマウスは３byteなのに対して、スクロールホイール付きのマウスは４byteだけど、信号はTECH Iのp197の解説の通りだな。
- マウスのボタンが逆のような気がするけど、まぁ良しとする。
なるほどね〜。マウスの信号ってこうなってるのかぁ。

そういえば、マウスの起動時はどんな信号のやり取りがあるのかな？

        1       in down n/a     0.000   GET_DESCRIPTOR_FROM_DEVICE
        1       in up   n/a     0.016   CONTROL_TRANSFER        12 01 10 01 00 00 00 08 0x00000000
        2       in down n/a     0.016   GET_DESCRIPTOR_FROM_DEVICE
        2       in up   n/a     0.016   CONTROL_TRANSFER        09 02 22 00 01 01 00 a0 0x00000000
        3       in down n/a     0.016   GET_DESCRIPTOR_FROM_DEVICE
        3       in up   n/a     0.016   CONTROL_TRANSFER        09 02 22 00 01 01 00 a0 0x00000000
        4       ??? down        n/a     0.016   SELECT_CONFIGURATION
        4       ??? up  n/a     0.032   SELECT_CONFIGURATION            0x00000000
        5       out down        n/a     0.032   CLASS_INTERFACE -
        5       out up  n/a     0.032   CONTROL_TRANSFER        -       0x00000000
        6       in down n/a     0.032   GET_DESCRIPTOR_FROM_INTERFACE
        6       in up   n/a     0.047   CONTROL_TRANSFER        05 01 09 02 a1 01 05 09 0x00000000
        7       ??? down        n/a     0.047   BULK_OR_INTERRUPT_TRANSFER      -
        8       ??? down        n/a     0.047   BULK_OR_INTERRUPT_TRANSFER      -

ふーん。。よくわかんないや。。。最初にこのデバイスに関してのやり取りがあるんだろうな〜。
- まぁ、こんなもんだということで。ちなみに、このリストは8byte以上表示してないが、SnoopyProでリストの＋をクリックすると、全データが見れる。

Example1はどうなの？

Example1は、どんな信号のやりとりしてるんだろ？

で、最初の起動は、こんな感じ。

       1       in down n/a     0.000   GET_DESCRIPTOR_FROM_DEVICE
       1       in up   n/a     0.016   CONTROL_TRANSFER        12 01 00 02 00 00 00 08 0x00000000
       2       in down n/a     0.016   GET_DESCRIPTOR_FROM_DEVICE
       2       in up   n/a     0.016   CONTROL_TRANSFER        09 02 22 00 01 01 00 80 0x00000000
       3       in down n/a     0.016   GET_DESCRIPTOR_FROM_DEVICE
       3       in up   n/a     0.032   CONTROL_TRANSFER        09 02 22 00 01 01 00 80 0x00000000
       4       ??? down        n/a     0.032   SELECT_CONFIGURATION
       4       ??? up  n/a     0.032   SELECT_CONFIGURATION            0x00000000
       5       out down        n/a     0.032   CLASS_INTERFACE -
       5       out up  n/a     0.032   CONTROL_TRANSFER        -       0x00000000
       6       in down n/a     0.032   GET_DESCRIPTOR_FROM_INTERFACE
       6       in up   n/a     0.032   CONTROL_TRANSFER        06 00 ff 09 01 a1 01 19 0x00000000
       7       ??? down        n/a     0.047   BULK_OR_INTERRUPT_TRANSFER      -
       8       ??? down        n/a     0.047   BULK_OR_INTERRUPT_TRANSFER      -

ふーん。起動はマウスと大差ないなー。

PCアプリのボタンを押して、LEDを１個点灯してみる。

        9       out down        0x00    42.094  CLASS_INTERFACE 01
        9       out up  n/a     42.094  CONTROL_TRANSFER        -       0x00000000

うーん。単純だけど。。in,outとdown,upの関係がよく分からないな。

今度は、ボード側でタクトスイッチを押すと、

        7       ??? up  n/a     77.953  BULK_OR_INTERRUPT_TRANSFER      01      0x00000000
        10      ??? down        n/a     77.953  BULK_OR_INTERRUPT_TRANSFER      -
        11      out down        0x00    77.953  CLASS_INTERFACE 01
        11      out up  n/a     77.953  CONTROL_TRANSFER        -       0x00000000
        8       ??? up  n/a     78.110  BULK_OR_INTERRUPT_TRANSFER      00      0x00000000
        12      ??? down        n/a     78.110  BULK_OR_INTERRUPT_TRANSFER      -
        13      out down        0x00    78.110  CLASS_INTERFACE 01
        13      out up  n/a     78.125  CONTROL_TRANSFER        -       0x00000000

あぁ、意外と沢山のデータが。。
- シーケンスって順序通りじゃないのか。シーケンス7,8は、後から応答してるってことかな。
- in,outって、 PC側からみた方向かと思ってたんだけど、up,downが方向なのかな？いろいろ謎が多いなぁ。
うーん。ごちゃごちゃしてきたなー。今は良くわからないけど、記録として残しておこう。
- いつか分かる日が来るだろう²。って、未だuusbd使えて無いじゃん。先は長いか。。

結局、動かず

というか、「このデバイスが開始できません」ということで、！マークのままなので、先に進まない。
- uusbdのバージョンは、V1.0、V1.3、そしてV2.0betaと試したが全て同じ結果。
- USBのポートを変えたり、他の全てのUSBデバイスを外しても同じ。
- 別のUSBデバイス（やっぱりマウスだけど）についてもuusbd.infを作り直して試したけど、同じ。
しかし、いちいち再起動をさせられるので、参った。

pipedumpで認識されない

pipedumpで、「Uusbd.sysを使ったUSBデバイスは見つかりません」となるので、やっぱりドライバのインストールに失敗しているんだろう。
- uusbd.infは、Vid,Pidしか弄るところがなさそうだし。。

レジストリを消してみる

何処かに、標準のマウスの情報が残っている？
- 今度は、ハードウェアウィザードで、 HID準拠のマウスを全て削除
regeditで、HKEY_LOCAL_MACHINE→SYSTEM→ CurrentControlSet→Enum→USB→Vid_056e&Pid_0035を確認。
- 削除出来なかったので、 regedt32を使って、セキュリティを変更してから削除。
- レジストリは、 uusbdのドライバだけになった。
それで再度デバイスマネージャでデバイスの更新、再起動を繰り返し行ったが、やはりダメだった。
- デバイスマネージャーでは、！マークのままだ。どうやったら認識するんだろ。

Windows2000の新規インストール

それでは、と別のマシンで、 Windows2000を新規インストールしてやってみた。
- いつも使ってるマシンは、いろいろ弄ってるから、システム環境が悪い可能性もあるかもってことで。
手順としては、
- まず、USBマウスを繋ぐと、USBマウスとして認識される。
- uusbd.infのVID,PIDを、USBマウスに合わせて修正（３箇所）しておき、
- デバイスマネージャで、ドライバの更新を選び、 uusbd.infを選んでドライバをインストール。
- でも、やはりデバイスマネージャで見ると、！マークのまま。
Cドライブに、 uusbd.dllをコピーして、pipedumpを実行すると、
- 「Uusbd.sysを使った USBデバイスは見つかりません」となる。
ハードウェアウィザードで、 HID準拠のマウスを消してもダメで、それならと不明のデバイスとか削除してたら、システムがおかしくなってしまった。
- 結局システムが立ち上がらなくなった。。分からないデバイスの削除は止めましょう。。。
システムの修復をして再度挑戦したが、やはりダメ。何が間違ってるのか。。
- うーん、悔しいけど、打開策を思い付かないのでuusbdは諦めるしかないのかなぁ。。。

USBドライバって難しい

ectoyfanさんの、グルグルマウス³は面白い。
- これだったら、uusbdで認識出来るかも。と思ってuusbd.infのVID,PIDを修正して、デバイスマネージャのドライバの更新で指定しようとした。
でも、今度はドライバの読み込みさえしてくれない。→ドライバを検出すらしてくれない。uusbd.infに何らかの問題があるのか。。
- usbview.exeでみると、ちゃんとVID=4242,PID=EE05（オリジナルから１コずらしてる）に見えるし、ちゃんと動作してるのにな〜。
ドライバとして認識するデバイスが一個も無いと、uusbdを試すことが出来ない。
- でもELECOMのマウスは２つとも、uusbdへのドライバの変更は出来たのに、これは何で出来ないんだろ？
USBドライバの組込みって、よくトラぶる気がする。
- 標準のデバイスは良いんだけど、ちょっと変ったデバイスを付けるとなかなか認識してくれなかったり。。
傾きマウスは、ヤラレタ〜って感じだなぁ。
- こんなことやってないで、そろそろ何か動かしたくなってきたよ〜。

マウスじゃなければ

と、万策尽きて途方に暮れていたんだけど。。
そういえば、今まで試した３つのデバイスはみんなマウスだなぁ。
- Example1を uusbdドライバで使うとどうなるんだろう？
って、あっさり認識した！
- pipedumpを動かしておいて、タクトスイッチを押すとコードが表示される。
```
C:\>pipedump
max packet size =1
00000:08
00001:00
00002:04
00003:00
00004:01
00005:00
00006:02
00007:00
00008:01
00009:00
```
うーん。いままでの苦労は。。。標準のマウスドライバが邪魔してたのか？
- TECH I の記事だと、普通のマウスでも出来てるんだけどなぁ。W2Kじゃないのかしらん。
折角買ったマウスは無駄になったけど、まぁマウスのデータを読みたいワケじゃないもんね。
それにしても、VS2005でコンパイルしてると、単純な文字列操作のエラーが多くて参った。
- 自前のデバッグ用関数が、ほとんど全滅。別に日本語使わないから、char*で良いのに。。
それに、セキュリティ対応とかで、文字列の長さを指定する関数使わないとwarning出されるのも嫌。

²来るのか？来ると良いなぁ。
³自分が勝手に付けた名前だけど。。

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PCアプリケーションを作ろう

uusbdが使えそうなので、PC側のアプリケーションを作ってみよう。

pipedumpをWindowsアプリケーションに

pipedumpは、uusbdに付属するプログラムで、以下のような機能を持つ。
- コンフィグレーションディスクリプタから、パケットのデータ長を求める。
- Interface0,pipe0に出力されるデータを10個表示する。
これはコンソールアプリケーションなので、単純にWindowsアプリケーションにしてみる。
- 最初タイマでReadFileしてみたが、 SWを押さないとデータが来ないのでうまくなかった。
それで、データ読込みルーチンをマルチスレッド化して何回でもデータを取れるようにした。
- これで動くようになったが、SWを押さないとデータが来ないので、アプリケーションを終了出来なくなってしまった。
スレッドを終了せずにアプリケーションを停止するようにすればOKだが、ちょっと気持ちが悪い。
- タイムアウトとか設定出来れば良いんだけど、uusbdではタイムアウトが設定出来ない。
と思ったが、いろいろ調べてみると非同期I/Oを使えば良いらしい。
- uusbdでは出来ないのかぁと思ったが、オーバーラップI/OでOPENするAPIが用意されていた。
ということで、pipedumpを読込みをマルチスレッドにして、非同期I/Oで読み込むようにしてみた。
- とりあえずWindowsプログラムの習作ということで、8bit分の入力をラジオボタンで表示するだけ。
pipedumpのWindows版 VS2005のVC++プロジェクト
- uusbdをドライバとして使用していないと動作しません。
タイムアウトを設定するのに非同期 I/Oを使えば出来るということが分かるまでに、１週間程悩んだ。
- COMポートの受信でタイムアウトの設定を使ったことがあったんだけど、 COMMTIMEOUTS構造体とか使ってたので、Comポート専用の仕掛けかと思っていた。
非同期I/Oは、Open時にFILE_FLAG_OVERLAPPEDフラグを設定して、ReadFile時にオーバーラップ構造体を指定するだけだっだんだけど、
- こういうのって意外と初心者向けの解説には書かれていない。→結局はMicrosoftのReadFileの解説が一番分かりやすかった。。
- uusbdで、非同期I/Oに対応したOpenコマンドがあるのにすぐ気が付かなかったり。。。

データ出力はどうするの？

データ出力も非同期I/OでWriteFileで出来ると思ったんだけど、Example1でやってみたが、どうもうまく行かない。
- Intarfaceは同じ0で良いと思うので、pipe番号⁴を1から順に変えてみたんだけど、データが取れない。
USBは、エンドポイントという仮想的な通信ポートを作って通信するらしい。
- EP0はコマンドを送信するためのもので、データ入出力用にそれぞれEPを用意することになる。
実際、Example1では、どのEPを使ってるのかな？
- PSoC Designerで調べてみると、 PCへのデータ送信用にEP1を作成しているようだ。
- でも、それ以外の EPが設定されていない。。どういうこと？
そもそも、EPって、入力用、出力用に別々に用意する必要があるのかなぁ。
- EP0は、クライアントへのコマンドとディスクリプタ取得とで、入出力が出来るようにみえるけど。
Example1はデータ出力用にEPを用意せずに、何か別の方法を使っているように見える。
- トラ技2006年4月号の桑野さんの記事で、SET_REPORTで送られてくるという記述があるけど、
- EP0のコマンドで送られてくるということかなぁ。uusbdじゃ出来ないのかな？
わからないことだらけだ。。

uubsdで、リクエストを送るAPIは、こんな定義。

BOOL APIENTRY Uusbd_ClassRequest(HUSB husb, BOOL dir_in, UCHAR recipient, UCHAR bRequest, USHORT wValue, USHORT wIndex, USHORT wLength, char *data);
BOOL APIENTRY Uusbd_VendorRequest(HUSB husb, BOOL dir_in, UCHAR recipient, UCHAR bRequest, USHORT wValue, USHORT wIndex, USHORT wLength, char *data);

Uusbd_ClassRequest、Uusbd_VendorRequestで、recipientをUU_RECIPIENT_INTERFACE、 bRequestをUSB_REQUEST_SET_INTERFACEとして呼び出してみたが、何も出力されない。
- 例えばこんな感じで、bufのデータを出力したかったんだけど。wValue,wIndexの値を変えても変化なし。。
```
Uusbd_VendorRequest(g.husb,false,UU_RECIPIENT_INTERFACE,USB_REQUEST_SET_INTERFACE,1,1,1,(char*)&(buf));
```
うーん。これじゃダメなのかなぁ。
- こことかみると、StandardRequestというのもあるみたいだが、uusbdではそんなルーチンは無いし。
単純にEP0に出力することって出来ないのかなぁ。
- uusbdって、標準リクエストに関するAPIが足りないのかしらん。それとも何か間違ってるのかな〜。

データ出力できた！

PastelMagicの掲示板で、ectoyfanさんとJUNK-BOXさんのアドバイスを頂き、以下のようにしたらAN2298のExample1で出力出来るようになりました。
- ずいぶん悩んでいたので、動いた時は嬉しかった〜。本当に感謝です。
```
       Uusbd_ClassRequest(g.husb,false,UU_RECIPIENT_INTERFACE,0x09,0x200,0,1,(char*)&(buf));
```
JUNK-BOXさんによるとデバイスリクエストが、以下のようになれば良いらしい。
```
        21 09 00 02 00 00 01 00
```

これだけだと分からなかったのですが、ectoyfanさんに、 USBのHID1.11クラス定義の、51〜52ページあたりを見れば良いと教えてもらう。

つまり、SetReportRequestを送れば良いってことらしいです。

       Part            Description                     HexData
       bmRequestType   00100001                        21
       bRequest        SET_REPORT                      09
       wValue          Report Type and Report ID       00 02
       wIndex          Interface                       00 00
       wLength         Report Length                   01 00
       Data            Report                          実際のデータ

2byteデータは、リトルエンディアンで送る。ReportTypeはHighバイト、ReportIDはLowバイトになる。
- ちゃんとUSBのHIDの定義を調べれば、ちゃんと載ってるってことですね。
  - 手間を惜しんで、ネットでチョっと調べて済まそうとしてると、却って遠回りになるっていう見本だなぁ。反省。。

AN2298のEx1用アプリ

ということで、Example1用の簡単なアプリケーションを作ってみた。
- VS2005のVC++プロジェクト→releaseバージョンのexe追加(060831)
柏野さんの汎用USBドライバuusbdを使っています。
- 最初に、uusbd.infにベンダIDとプロダクトIDを設定して、ドライバのインストールが必要です。
- 例えば、以下のような感じで、uusbd.infを書換える
```
       %USB\VID_4242&PID_EE01.DeviceDesc%=UUSBD.Dev, USB\VID_4242&PID_EE01

       USB\VID_4242&PID_EE01.DeviceDesc="uusb psoc example1"   ;→この名前がデバイスマネージャで見える
```
デバイスマネージャで、 USBヒューマンインターフェースドライバの
- プロパティ→ドライバタブ→ドライバの更新→デバイスドライバのアップグレードウィザード
- 次へ→デバイスに最適なドライバを検索する（推奨）→場所を指定→uusbd.infを指定
自分がやったところでは、uusbdのインストールはすんなり行くこともあるけど、一度で出来ないこともあった。
- 黄色い！マークが付いてうまく行かない時は削除してもう一度やってみたりすると良いかも。
uusbdを止めて、元に戻したい時は、
- ドライバの更新→このデバイスの既知のドライバを表示して、その一覧から選択する→USBヒューマンインターフェースデバイスを選ぶ

プログラムの簡単な説明

Uusbd_Open()で、uusbdを使ったデバイスを開き、
- ベンダIDとプロダクト IDの指定はしていません⁵。汎用USBを使ったデバイスが複数の場合は、Uusbd_Open_maskで検索条件を指定するようにして下さい。
データ読み込みは、Uusbd_OpenPipe_Overlapped()で、Interface0,Pipe0（EP1）を非同期I/OでOpenして、ReadFileで読み込みます。
- データが来ない場合でも、１秒のタイムアウトを設定しているので、すぐ終了可能です。
- 読み込み待ちの時、GUIが動かなくなるのは嫌なので、この読み込みはスレッドになっており、メインスレッドと並列に動作します。
データ書き込みは、書き込み用のEPを開かずに、EP0を使ったSetReportRequestで送信されます。
- 具体的には、LEDスイッチを押した時に、Uusbd_ClassRequestで送信します。
プログラム終了時には、読み込み用スレッドを停止してから、Uusbd_Closeで、デバイスを開放します。
VS2005のVC++でプログラムしていますが、SDKなので基本的にCですから、構造は簡単です。
- おそらく、Express Editionでもコンパイル出来ると思います。多分。。→uusbdのインストールとincludeパスの確認を忘れずに

注意点

uusbdは、インストールに結構手間取るかも。自分の環境（Windows2000）の問題かもしれないが。
- 一度インストールに成功すると、それ以降はあまり苦労しないんだけど。。
VS2005のVC++だとMFCを使ってないんだけど、ランタイムが必要?かもしれない⁶。
- Expressとか、新しいコンパイル環境をインストールしてる人は多分問題ないと思うけれど。
  
  → Vectorのが使えるかも（ちなみにreleaseバージョンのexeじゃないとダメ）
- 逆に、VC5〜6とかでコンパイルした方が問題が少ないかもしれない。

⁴0は入力で使ってるので1からだと思う。実際0でやると固まるし。。
⁵uusbdが、汎用USBドライバを使ったデバイスを検索してくれるので。でも、結局はuusbd.infで指定してるワケですが。
⁶VC5とかではそんなことなかったが。。インストーラを作れば良いみたいだが自分にはよく分からなかった。。。

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