乐鑫ESP32-C3项目（8）- USB串口和JTAG控制器

摘录自参考手册之 23 USB串口、JTAG控制器

-可用于烧录芯片外部flash、读取程序输出的数据、JTAG调试。

-仅占用2个管脚接电脑USB即可，无需其他转换器。

-包含CDC-ACM（通信设备类抽象控制模型，即插即用）和JTAG适配器

-共2个OUT端点、3个IN端点和1个控制端点EP_0，最大64字节数据

-CDC-ACM支持控制芯片复位和进入下载模式

从图中看出，1个OUT端点和2个IN端点 用于实现虚拟串口接口。 OUT_EP_2和IN_EP_3端点实现了JTAG接口。

这两个接口都是经过USB与主机电脑通信。

CDC-ACM USB 接口：

虚拟串口通信，插入电脑后，显示的是串口信息。windows和linux mac均适用。

注意 返回 9600波特率，但是不代表真实的下载速率。实际上USB接口是2.0全速12Mbps的。

主机通过设置虚拟窗口的RTS和DTR线来实现ESP32-C3进入下载模式（先设置下载模式标志，再复位ESP32C3；若下载模式标志被清，则从flash启动。）。

这个设计真实太巧妙了，控制器解析这两根虚拟信号线，完成对CPU的控制，实现通过USB下载程序固件。

回忆一下，标准的计算机RS232。 USB虚拟成串口，同时支持这些标准的RS232信号线，可以通过主机软件设置和读取这些信号线状态。

CDC-ACM固件接口

CPU通过APB总线直接与USB模块交互，主要对连接的虚拟串口读写操作。

相关寄存器：

USB_SERIAL_JTAG_SERIAL_OUT_EP_DATA_AVAIL

1=缓冲区中还有来自主机的未读数据

USB_SERIAL_JTAG_SERIAL_OUT_RECV_PKT_INT中断， 有新的未读数据触发中断

固件可以重复从USB_SERIAL_JTAG_EP1_REG寄存器读取新数据。读取每个字节后，再通过检查USB_REG_SERIAL_OUT_EP_DATA_AVAIL位判断是都还有可读取数据。

发送数据给主机前，检查USB_REG_SERIAL_IN_EP_DATA_FREE位判断发送缓存区是否有可用空间，有空间就将待发送的数据发送给缓冲区并触发刷写（重复向USB_SERIAL_JTAG_EP1_REG写入字节从而向缓冲区写入数据）。第64字节写入后自动触发刷写，或者手动向USB_REG_SERIAL_WR_DONE写1触发刷写。触发刷写后数据才会发送给主机。

触发刷写后，直到缓冲区所有数据都被主机读取完才能继续向缓冲区写入数据。（即数据未被主机接收完，缓冲区就不能用），主机读取完数据后，将触发USB_SERIAL_JTAG_SERIAL_IN_EMPTY_INT中断，此时可继续向缓冲区写入新的数据。

USB-JTAG接口

JTAG标准接口有4根线，TCK TMS TDI TDO（TDO ，CPU输出到JTAG）

外加一根SRST线，用于复位ESP32C3，SRST线不会对USB-JTAG控制器有影响（即控制器不会跟着复位）

JTAG接口命令是半字节的，USB数据是8bit字节的。USB命令处理器先解析高4bit，再解析低4bit。这些命令用户控制TCK TMS TDI SRST 以及读取TDO线状态。

 JTAG的命令用于对JTAG信号线的控制和读取状态，实现JTAG接口的通信。比如产生时钟TCK读取TDO数据等操作。

注意深度睡眠时，USB/JTAG模块也会掉电。需要在深度睡眠状态调试时，只能外挂一个 USB-JTAG接口，直接连接芯片的JTAG引脚。

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