ZYNQ裸机实现 USB MASS STORAGE (usb+sd卡实现U盘功能)

之所以写裸机，也就是没有操作系统的实现方法是因为linux系统下的实现方法网上已经有很多了，之前使用的STM32实现的USB MASS STORAGE的例子已经有很多，而且实现过程几乎不用写代码，使用官方工具便可实现，ZYNQ器件的例子网上却没有找到，自己实现后分享给大家，废话少说，开始吧！

一、先从原理开始吧，使用到了USB那就先介绍下USB吧,USB首先分为HOST（主设备）和Device(从设备)两大类，我们常常开发的小设备一般是属于Device类型的，Device设备可以实现很多不同的应用如下图所示：

具体细节可以在网站：Universal Serial Bus - Device Classes (liquisearch.com)查看，我们今天用到的便是Mass stroage，也就是大容量存储设备协议，详细内容可以看Universal Serial Bus Mass Storage Class，或者看下USB Mass Storage大容量存储的基本知识 - 程序员大本营 (pianshen.com)这篇大佬的博客，因为xilinx官方相关历程已经实现好了相关的协议解析和处理，这里不在赘述。

二、知道了大概的思路后我们就可以开始搭建硬件环境了，我们在Vivado中先实现zynq的配置，配置如下图所示：

这里给出了最重要的配置页面，我们要根据自己的硬件电路完成最基本的硬件配置，包括 QSPI FLASH USB SD UART完成基本的配置后，综合整个项目，生成BIT流，最后导出硬件完成硬件设计 ,这里对其他配置不做详细介绍，毕竟重点在软件部分(Vitis环境下)，如有疑问欢迎交流。

三、完成了硬件导出后，如果不出意外，便可以创建Vitis项目,点击“platform.spr”文件，显示板级支持包界面后，点击“Peripheral Drivers”选项展开驱动历程列表，如下图所示：

在显示出来的列表中选择USB对用的历程生成Demo，如下图所示：

点击“import examples”生成Demo项目后，项目主要文件如下图所示：

这个历程已经实现了MASS STORAGE相关的协议，是用DDR模拟了一块存储卡，将该项目编译下载到硬件连接USB接口到电脑，便可以显示一个模拟U盘设备，这里的U盘容量是可以在代码中修改的，修改宏在xusbps_class_storage.h中的VFLASH_SIZE，在硬件不断电情况下可以实现U盘的基本操作，这里主要需要关注的内容是xusbps_class_storage.h 和xusbps_class_storage.c两个文件，因为USB MASS STORAGE协议解析和相关的存储器读写操作需要在这里实现。

四、从上面步骤来看，实际上我们已经实现了USB虚拟U盘的功能，只是现在的存储设备不是SD卡，最后一部就比较简单了，我们将DDR的读写操作该为SD的读写操作即可，当然在此之前不要忘记初始化SD卡的初始化操作，这里有一个关于速度的问题需要指出，最新版本的官方SD库文件是支持DMA的，最终实现的U盘速度会比较快，之前2019板Vitis的SD库还没有实现相关操作，可能需要自己修改，速度上会有一些影响。这里主要修改的代码在xusbps_class_storage.h 和xusbps_class_storage.c两个文件，相关代码我附在历程文件中，此处不再赘述，如有疑问，欢迎交流！

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