ともの技術メモ

複数の同じUSBデバイスを識別する方法として、シリアルナンバーで区別する方法がありますが、MicrochipのCDCサンプルプログラムでは以下の通り、シリアルナンバーはサポートされていません。

$ sudo lsusb -d 04d8:000a -v

Bus 001 Device 004: ID 04d8:000a Microchip Technology, Inc. CDC RS-232 Emulation Demo
Device Descriptor:
  bLength                18
  bDescriptorType         1
  bcdUSB               2.00
  bDeviceClass            2 Communications
  bDeviceSubClass         0 
  bDeviceProtocol         0 
  bMaxPacketSize0         8
  idVendor           0x04d8 Microchip Technology, Inc.
  idProduct          0x000a CDC RS-232 Emulation Demo
  bcdDevice            1.00
  iManufacturer           1 Microchip Technology Inc.
  iProduct                2 CDC RS-232 Emulation Demo
  iSerial                 0             ←ここ
  bNumConfigurations      1
  Configuration Descriptor:
    bLength                 9
    bDescriptorType         2
    wTotalLength           67
    bNumInterfaces          2
　　　（以下略）

そこで、シリアルナンバー対応してみました。

usb_descripters.c の 166行目付近の device_dsc を以下のように修正します。

/* Device Descriptor */
ROM USB_DEVICE_DESCRIPTOR device_dsc=
{
    0x12,                   // Size of this descriptor in bytes
    USB_DESCRIPTOR_DEVICE,  // DEVICE descriptor type
    0x0200,                 // USB Spec Release Number in BCD format
    CDC_DEVICE,             // Class Code
    0x00,                   // Subclass code
    0x00,                   // Protocol code
    USB_EP0_BUFF_SIZE,      // Max packet size for EP0, see usb_config.h
    0x04D8,                 // Vendor ID
    0x000A,                 // Product ID: CDC RS-232 Emulation Demo
    0x0100,                 // Device release number in BCD format
    0x01,                   // Manufacturer string index
    0x02,                   // Product string index
    0x03,                   // Device serial number string index
    0x01                    // Number of possible configurations
};

修正したのは下から２つめの「// Device serial number string index」で、0x00だったのを0x03にして、string indexの3がシリアルナンバーであることを指定します。

さらに同じファイルのもっと後の方にstring descriptorの定義があるので、ここも修正します。

//Language code string descriptor
ROM struct{BYTE bLength;BYTE bDscType;WORD string[1];}sd000={
sizeof(sd000),USB_DESCRIPTOR_STRING,{0x0409}};

//Manufacturer string descriptor
ROM struct{BYTE bLength;BYTE bDscType;WORD string[25];}sd001={
sizeof(sd001),USB_DESCRIPTOR_STRING,
{'M','i','c','r','o','c','h','i','p',' ',
'T','e','c','h','n','o','l','o','g','y',' ','I','n','c','.'
}};

//Product string descriptor
ROM struct{BYTE bLength;BYTE bDscType;WORD string[25];}sd002={
sizeof(sd002),USB_DESCRIPTOR_STRING,
{'C','D','C',' ','R','S','-','2','3','2',' ',
'E','m','u','l','a','t','i','o','n',' ','D','e','m','o'}
};

//Serial string descriptor                  これを追加
ROM struct{BYTE bLength;BYTE bDscType;WORD string[8];}sd003={
sizeof(sd003),USB_DESCRIPTOR_STRING,
{'S','N','0','0','0','0','0','1'}
};

//Array of configuration descriptors
ROM BYTE *ROM USB_CD_Ptr[]=
{
    (ROM BYTE *ROM)&configDescriptor1
};
//Array of string descriptors
ROM BYTE *ROM USB_SD_Ptr[USB_NUM_STRING_DESCRIPTORS]=
{
    (ROM BYTE *ROM)&sd000,
    (ROM BYTE *ROM)&sd001,
    (ROM BYTE *ROM)&sd002,
    (ROM BYTE *ROM)&sd003              // これを追加
};

追加箇所は２箇所、sd003に関するところです。
この修正だけだとUSB_NUM_STRING_DESCRIPTORSの定義が変わらないため、コンパイルでエラーが出ますので、usb_config.h も修正します。144行目に

#define USB_NUM_STRING_DESCRIPTORS 3

というのがあるので、これを

#define USB_NUM_STRING_DESCRIPTORS 4

に修正します。

これでコンパイルしてFlashに書き込んで、USBコネクタに挿入すると、

$ sudo lsusb -d 04d8:000a -v

Bus 001 Device 005: ID 04d8:000a Microchip Technology, Inc. CDC RS-232 Emulation Demo
Device Descriptor:
  bLength                18
  bDescriptorType         1
  bcdUSB               2.00
  bDeviceClass            2 Communications
  bDeviceSubClass         0 
  bDeviceProtocol         0 
  bMaxPacketSize0         8
  idVendor           0x04d8 Microchip Technology, Inc.
  idProduct          0x000a CDC RS-232 Emulation Demo
  bcdDevice            1.00
  iManufacturer           1 Microchip Technology Inc.
  iProduct                2 CDC RS-232 Emulation Demo
  iSerial                 3 SN000001
  bNumConfigurations      1
  Configuration Descriptor:
    bLength                 9
    bDescriptorType         2
    wTotalLength           67
    bNumInterfaces          2
    bConfigurationValue     1
　　　　：
　　　　：
　　　以下略

となって、無事にシリアルナンバーがつきました。

日経Linuxの9月号にPIC18F14K50をLinuxで使う、という趣旨の記事が載っています。

要はLinux上のMPLABX環境でPIC18F14K50のCDC（Communication Device Class）のサンプルプログラムをコンパイルして、PICkit3で書き込んで、CDCとして認識させて動かす、というものです。このサンプル自体はずーっと昔にWindows上のMPLABでコンパイルして動かしたことがあるのですが、Linuxではうまく動かず放ってありました。

手持ちに秋月のPIC18F14K50の800円ボードもPICkit3もあるし、ちょっとやってみたいこともあるので試してみました。環境は LinuxMint13 32bit です。

大きな流れとしては、

1. MPLABXをインストール
2. MPLAB C18ツールチェーンをインストール
   MPLAB C18ツールチェーンは普通はたどり着けないところにあるので、wget で http://www.microchip.com/mplabc18-linux-installer からツールチェーンをもってきてインストール。これまでうまくいかなかったのはこれ。結局ライブラリは C18 でしか動かない、ってことなのですね。
3. Microchip Library for Applications をインストール
4. プロジェクトを作成し、サンプルプログラムを開く。
   IDE v8 Project から CDC Basic Demo – C18 – Low Pin Count USB Development Kit.mcp を開く。 開いたら「Power Target circuit from PICkit3」のチェックボックスをONにして、PICkit3から電源供給できるようにする。

というところです。

で、書き込んだ後、ボードをUSBケーブルでホストPC（Mint13）と接続するのですが、接続後に見えるデバイスは「/dev/ttyACM0」ではなく「/dev/ttyUSB0」と「/dev/ttyUSB1」になってしまいます。ロードされるドライバも cdc_acm ではなく、ftdi_sioがロードされてしまい、正しく動作しません。

この原因は ftdi_sio ドライバにUSBデバイスID「04d8:000a」が記述されていて、そちらがロードされてしまうためのようです。とりあえず回避するには、

$ sudo rmmod ftdi_sio

として、ftdi_sio ドライバを外してやり、その後でUSBケーブルを差し直すと正しく /dev/ttyACM0 として見えて、ちゃんと動作するようになります。恒久的には ftdi_sio ドライバを /etc/modprobe.d の下の blacklist に入れてやればおそらく解決するのでしょうが、当然本物のFTDIチップが動かなくなります。

なんでこんなことになっているかというと、この件のパッチが投げられている
https://patchwork.kernel.org/patch/1464661/
によると、FTDIチップをエミュレーションするファームウェアでこのMicrochipの評価ボードのベンダID／デバイスIDをそのまま使っているハードウェアベンダがいるため・・・・ということのようです。（うー、勘弁して・・・・）

ドライバに直接手を入れれば修正できるようなのですが、ちょっと面倒臭いですね・・・。何かいい方法（ベンダID／デバイスIDを指定して blacklist するなど）があればいいのですが・・・。

で、何とかならないかと、試しに /etc/udev/rules.d/10-cdcacm.rules として以下の内容のファイルを作ります。

SUBSYSTEM=="usb", ATTRS{idVendor}=="04d8", ATTRS{idProduct}=="000a", GROUP="adm", MODE="0666", SYMLINK+="cdc_acm"

udevをリスタートしてルールを読み込ませます。

$ sudo service udev restart

試しに、

$ sudo modprobe ftdi_sio

として、先にrmmod してあった ftdi_sio を読み込ませて、その後で、USBを抜き差ししてみます。
dmesgの最後を見てみると、

[ 5431.756641] udevd[4801]: starting version 175
[ 5479.158712] USB Serial support registered for FTDI USB Serial Device
[ 5479.159765] usbcore: registered new interface driver ftdi_sio
[ 5479.159768] ftdi_sio: v1.6.0:USB FTDI Serial Converters Driver
[ 5490.096591] usb 1-1.3: USB disconnect, device number 10
[ 5492.337738] usb 1-1.3: new full-speed USB device number 11 using ehci_hcd
[ 5492.434666] cdc_acm 1-1.3:1.0: This device cannot do calls on its own. It is not a modem.
[ 5492.434688] cdc_acm 1-1.3:1.0: ttyACM0: USB ACM device

となっていて、とりあえず ttyACM0 として認識しているようです。

しかし再起動してみると・・・・ftdi_sioとして認識してしまう・・・orz

どうやらどちらのドライバが先に認識するか・・・だけみたい。/etc/udev/rules.d/10-cdcacm.rules ではコントロールできなさそうなことはわかりました・・・。

やっぱり ftdi_sioをblacklistして、rules.dでFTDIドライバを読ませるとかすればいいのでしょうかね・・・？

＜追伸＞

ちなみに、バージョン3.12-rcや3.2.51のカーネルソースでは、上記パッチが適用されてるっぽいです。一方で、

$ uname -a
Linux G530-2-Mint 3.2.0-23-generic #36-Ubuntu SMP Tue Apr 10 20:41:14 UTC 2012 i686 i686 i386 GNU/Linux

ん～？カーネルのバージョンを上げれば解決するのだろうか？？
Synapticでカーネルパッケージを入れてみました。

$ uname -a
Linux G530-2-Mint 3.2.0-53-generic-pae #81-Ubuntu SMP Thu Aug 22 21:23:47 UTC 2013 i686 i686 i386 GNU/Linux

・・・・治りました。ここまでの苦労は何だったんでしょう(^^;
やっぱり、アップデートはちゃんとやっとかないとダメですね・・・。