USB Device Path在多板卡批量下载时的应用

撞上电子

大家好，我是痞子衡，是正经搞技术的痞子。今天痞子衡给大家介绍的是通过USB Device Path来唯一指定i.MXRT设备进行ROM/Flashloader通信。
i.MXRT系列高性能微控制器从2018年发布至今已有2年多了，如今这个家族系列已经完全开枝散叶了(RT500/600/1010/1020/1050/1060/1170)，型号从入门到高阶铺得挺齐全（当然仍在继续发展），很多i.MXRT客户项目也已经处于量产阶段了。
7 t; q' z' _# d/ M关于量产，除了使用第三方独立Flash烧录器/编程器之外，也可以使用恩智浦官方提供的配套上位机GUI工具软件（Mfgtool2 / MCUBootUtility / MCUBootFlasher / MCUX Secure Privisioning Tool 等）连接i.MXRT芯片进行在线量产。但是呢，还是有一些客户会选择自己设计量产脚本进行定制化批量下载操作。
$ _- i$ b6 \+ O- ]说到定制化批量下载操作就离不开恩智浦官方提供的i.MXRT配套命令行工具(sdphost/blhost)，借助这两个命令行工具，我们就可以通过UART/USB口与I.MXRT ROM/Flashloader进行数据通信完成应用程序下载了，不需要额外硬件。
如果是串口下载，那板卡批量操作倒不会有什么问题，毕竟每个串口设备在PC上都会被分配到唯一的COM号。但是UART速度不太高，所以我们往往会选择USB高速下载，i.MXRT的USB下载主要支持USB-HID协议，配套命令行工具如果仅通过vid,pid来识别设备，那多块板卡操作肯定没法同时进行，因为所有板卡的vid,pid都是一样的，那该怎么办？痞子衡今天要介绍的USB Device Path就是解决这个问题的。
一、sdphost/blhost使用方法i.MXRT系列中均有BootROM，BootROM里集成了上位机通信协议（i.MXRT1xxx是SDPHost协议，i.MXRTxxx是blhost协议），i.MXRT1xxx下载还需搭配Flashloader（Flashloader里上位机通信协议是blhost协议），因此与i.MXRT进行量产下载通信离不开sdphost/blhost工具。
关于sdphost/blhost工具用法，痞子衡写过详细介绍文章：《sdphost使用方法》、《blhost使用方法》。如果是单块板卡的操作，那么仅需vid,pid信息即可完成命令行操作，毕竟在PC端通过提供的vid,pid可以找到唯一的i.MXRT设备。
+ D! w! O3 v+ o; `0 k! l( O7 W命令格式：sdphost.exe -u vid,pid -- command arg
1 \  k' z  P9 Y2 E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
7 {7 l& y* q" C; w3 n8 `- {8 q命令示例：blhost.exe -u 0x15a2,0x0073 -- write-memory 0x60000000 bt_image.bin
5 O) o# W5 D4 C8 F& u) l但是如果是多块板卡同时操作，仅仅vid,pid信息就不够用了，因为这些板卡的vid,pid是一样的，PC端没法具体识别脚本里的命令对应的是哪块板卡（所以可能会随机指定，但这样失去了意义，我们做不到精确控制下载每一块板卡），此时我们需要给命令行工具提供usb device path来代替usb vid,pid：
命令格式：sdphost.exe/sdphost.exe -u device_path -- command arg
二、什么是USB Device Path？Windows操作系统通过一个“设备路径”来唯一“标识”接入系统中的USB设备/接口，这个"设备路径"就是USB Device Path。USB Device Path 常常被传入 Win32 的API函数 CreatFile() 来与USB设备建立通信。更多解释参见 Windows USB Device Path 。
三、获取USB Device Path的方法现在的问题就是如何找到这个USB Device Path，我们以MIMXRT1020-EVK板卡为例来实战，将板卡调成SDP启动模式，将USB连接到PC后可在设备管理器里看到新枚举的 HID-compliant vendor-define device 设备，这就是BootROM里集成的USB通信功能在起作用。
3.1 借助pywinusb库第一种方式是借助Windows经典的WinUSB库，WinUSB是从XP-SP2起微软提供的一个类似libusb与usb设备通信的中间件，通过它我们就不需要再费奏折的研究和编写USB驱动了。为了简便起见，我们不直接用C版本的WinUSB，而用下面的Python版本库pywinusb来替代：

pywinusb地址：https://pypi.org/project/pywinusb/安装好Python以及pywinusb库后，执行下面非常简单的几句代码便可找到USB Device Path：
import pywinusb.hid as hid
# R2 l; z* B. H- \% rvid = 0x1fc9
pid = 0x0130
2 N: t) n  f6 K_filter = hid.HidDeviceFilter(vendor_id = vid, product_id = pid)
/ ~, {1 {; c. V. C+ W! c# [hid_device = _filter.get_devices()
8 {1 `9 ?% C% R# M. c2 ^+ xif len(hid_device) > 0:
    print(hid_device[0].device_path)
3.2 通过MCUBootFlasher工具如果你不熟悉Python，觉得上一种方法麻烦，那么推荐你第二种方法，直接使用一次 MCUBootFlasher 工具，这个工具就是借助 USB Device Path 进行的多板卡量产操作。我们可以在工具GUI后面的控制台窗口里看到实际的命令序列，序列里有你想要的USB Device Path值：