痞子衡嵌入式：可通過USB Device Path來唯一指定i.MXRT設備進行ROM/Flashloader通訊

2021 年 5 月 10 日
筆記
D2.單片機i.MXRT-CM7

　　大家好，我是痞子衡，是正經搞技術的痞子。今天痞子衡給大家介紹的是通過USB Device Path來唯一指定i.MXRT設備進行ROM/Flashloader通訊。

　　i.MXRT系列高性能微控制器從2018年發布至今已有2年多了，如今這個家族系列已經完全開枝散葉了(RT500/600/1010/1020/1050/1060/1170)，型號從入門到高階鋪得挺齊全（當然仍在繼續發展），很多i.MXRT客戶項目也已經處於量產階段了。

　　關於量產，除了使用第三方獨立Flash燒錄器/編程器之外，也可以使用恩智浦官方提供的配套上位機GUI工具軟體（Mfgtool2 / MCUBootUtility / MCUBootFlasher / MCUX Secure Privisioning Tool 等）連接i.MXRT晶片進行在線量產。但是呢，還是有一些客戶會選擇自己設計量產腳本進行訂製化批量下載操作。

　　說到訂製化批量下載操作就離不開恩智浦官方提供的i.MXRT配套命令行工具(sdphost/blhost)，藉助這兩個命令行工具，我們就可以通過UART/USB口與I.MXRT ROM/Flashloader進行數據通訊完成應用程式下載了，不需要額外硬體。

　　如果是串口下載，那板卡批量操作倒不會有什麼問題，畢竟每個串口設備在PC上都會被分配到唯一的COM號。但是UART速度不太高，所以我們往往會選擇USB高速下載，i.MXRT的USB下載主要支援USB-HID協議，配套命令行工具如果僅通過vid,pid來識別設備，那多塊板卡操作肯定沒法同時進行，因為所有板卡的vid,pid都是一樣的，那該怎麼辦？痞子衡今天要介紹的USB Device Path就是解決這個問題的。

一、sdphost/blhost使用方法

　　i.MXRT系列中均有BootROM，BootROM里集成了上位機通訊協議（i.MXRT1xxx是SDPHost協議，i.MXRTxxx是blhost協議），i.MXRT1xxx下載還需搭配Flashloader（Flashloader里上位機通訊協議是blhost協議），因此與i.MXRT進行量產下載通訊離不開sdphost/blhost工具。

　　關於sdphost/blhost工具用法，痞子衡寫過詳細介紹文章：《sdphost使用方法》、《blhost使用方法》。如果是單塊板卡的操作，那麼僅需vid,pid資訊即可完成命令行操作，畢竟在PC端通過提供的vid,pid可以找到唯一的i.MXRT設備。

命令格式：sdphost.exe -u vid,pid -- command arg
命令示例：sdphost.exe -u 0x1fc9,0x0130 -- write-file 0x20002000 flashloader.bin

命令格式：blhost.exe -u vid,pid -- command arg
命令示例：blhost.exe -u 0x15a2,0x0073 -- write-memory 0x60000000 bt_image.bin

　　但是如果是多塊板卡同時操作，僅僅vid,pid資訊就不夠用了，因為這些板卡的vid,pid是一樣的，PC端沒法具體識別腳本里的命令對應的是哪塊板卡（所以可能會隨機指定，但這樣失去了意義，我們做不到精確控制下載每一塊板卡），此時我們需要給命令行工具提供usb device path來代替usb vid,pid：

命令格式：sdphost.exe/sdphost.exe -u device_path -- command arg

二、什麼是USB Device Path？

　　Windows作業系統通過一個「設備路徑」來唯一「標識」接入系統中的USB設備/介面，這個”設備路徑”就是USB Device Path。USB Device Path 常常被傳入 Win32 的API函數 CreatFile() 來與USB設備建立通訊。更多解釋參見 Windows USB Device Path 。

三、獲取USB Device Path的方法

　　現在的問題就是如何找到這個USB Device Path，我們以MIMXRT1020-EVK板卡為例來實戰，將板卡調成SDP啟動模式，將USB連接到PC後可在設備管理器里看到新枚舉的 HID-compliant vendor-define device 設備，這就是BootROM里集成的USB通訊功能在起作用。

3.1 藉助pywinusb庫

　　第一種方式是藉助Windows經典的WinUSB庫，WinUSB是從XP-SP2起微軟提供的一個類似libusb與usb設備通訊的中間件，通過它我們就不需要再費奏摺的研究和編寫USB驅動了。為了簡便起見，我們不直接用C版本的WinUSB，而用下面的Python版本庫pywinusb來替代：

pywinusb地址： //pypi.org/project/pywinusb/

　　安裝好Python以及pywinusb庫後，執行下面非常簡單的幾句程式碼便可找到USB Device Path：

import pywinusb.hid as hid

vid = 0x1fc9
pid = 0x0130

_filter = hid.HidDeviceFilter(vendor_id = vid, product_id = pid)
hid_device = _filter.get_devices()

if len(hid_device) > 0:
    print(hid_device[0].device_path)

3.2 通過MCUBootFlasher工具

　　如果你不熟悉Python，覺得上一種方法麻煩，那麼推薦你第二種方法，直接使用一次 MCUBootFlasher 工具，這個工具就是藉助 USB Device Path 進行的多板卡量產操作。我們可以在工具GUI後面的控制台窗口裡看到實際的命令序列，序列里有你想要的USB Device Path值：

3.3 看設備管理器和系統註冊表

　　如果你覺得第二種方法還是麻煩，不想額外安裝軟體，得了，那就直接在Windows里查看吧。打開設備管理器，找到vid,pid是0x1fc9,0x0130（其他i.MXRT型號可能不是這個，具體查看晶片參考手冊System Boot章節）的設備，右擊屬性里找到 Device instance path，別急，這還不是全部的USB Device Path。

　　在系統命令行里輸入 “regedit” 打開系統註冊表，在裡面搜索 “HumanInterfaceDevice”，可以找到 {4d1e55b2-f16f-11cf-88cb-001111000030}，這是Windows本身對HID設備的類型標識（這個其實是確定的，記住就好，不用每次都查找一次）。

　　最終 USB Device Path 組成格式是：\\?\（第一部分，固定的）， hid#vid_1fc9&pid_0130#a&2eb8245&0&0000（第二部分，即Device instance path，\用#替換）， #{4d1e55b2-f16f-11cf-88cb-001111000030}”（第三部分，HID類型標識值前加個#）。另外注意在腳本里寫入此參數時需要用雙引號括起來，即如下：

"\\?\hid#vid_1fc9&pid_0130#6&20AC856D&0&0000#{4d1e55b2-f16f-11cf-88cb-001111000030}"

　　至此，通過USB Device Path來唯一指定i.MXRT設備進行ROM/Flashloader通訊痞子衡便介紹完畢了，掌聲在哪裡~~~

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