OTGをUディスクモードに切り替える

1.1. 本文紹介

1.1. 1 OTGをUSBモードに切り替える

OTGのUSBモード切り替えにより、開発ボードがHOST（ホスト）としてもDevice（デバイス：Uディスク等）としても機能するようになり、データ転送効率が向上します。

1.1.1 OTGをUSBモードに切り替える図1

1.1.2 OTGの基本概念

OTGは「USB On-The-Go」の略称であり、2001年にUSB標準化団体によって発表されたUSB機能を拡張する技術規格です。そのコアとなるのは、従来のUSBの「ホストとデバイスが固定されている」という制限を打破し、異なるデバイス間の接続とデータ交換を改善することです。これにより、デバイス（開発ボード、スマートフォン、タブレットなど）がホストとして周辺機器を接続することも、デバイス（スレーブ）として他の機器からアクセスされることも可能になります。

11.1. 2 OTGの基本概念図2

1.2. Linuxカーネルドライバの設定とコンパイル

1.2.1 最新ファームウェアへのアップグレード

1.2.2 UbuntuシステムSDKのダウンロード

1.2.3 カーネルの変更

Device Drivers --->
[ ] USB support --->
<*> DesignWare USB2 DRD Core Support（RV1126Bはデフォルトでこのコアドライバをサポート）
DWC2 Mode Selection (Dual Role mode) --->（デュアルロールモードを選択）
<*> USB Gadget Support --->
（デフォルトを保持）Maximum VBUS Power usage (2-500 mA) を 500 に設定
（デフォルトを保持）Number of storage pipeline buffers を 2 に設定
<M> USB functions configurable through configfs
  [*] Mass storage（マスストレージ機能を有効にする）
  <M> Gadget Filesystem
< > Function Filesystem
<M> Mass Storage Gadget

カーネル内で対応するドライバ設定を見つけ、以下のようにRV1126b_eai.config`に追加してください。

11.2. 3 カーネルの変更図3

💡 注意 ：RV1126b_eai.config`はkernel_dev/arch/arm64/configs ディレクトリにあります。

1.2.4 カーネルモジュールのコンパイルと生成

💡 注意 ：忘れずにlib_modules.tar.gz`を開発ボードに転送して解凍してください。コンパイルと更新が完了すると、開発ボードの指定ディレクトリに以下の4つの重要なモジュールが生成されます。

drivers/usb/gadget/libcomposite.ko
drivers/usb/gadget/legacy/gadgetfs.ko
drivers/usb/gadget/legacy/g_mass_storage.ko
drivers/usb/gadget/function/usb_f_mass_storage.ko

所在ディレクトリ：/lib/modules/6.1.141/kernel/drivers/usb/…

【コンパイル・更新前】

1.2.4 カーネルモジュールのコンパイルと生成図4

【コンパイル・更新後】

1.2.4 カーネルモジュールのコンパイルと生成図5

💡 注意 ：更新が完了するとadbは無効になります。シリアルコンソールまたはsshを使用してデバッグを行ってください

1.3. OTG USBメモリ切り替え設定

1.3.1 USBメモリイメージファイルの作成とマウントポイント

以下のコマンドを実行して1.6GBの仮想USBメモリイメージを作成します（RV1126Bのメモリサイズに応じて調整可能です。メモリが少ない場合はcount値を減らしてください。例：count=800で0.8GBになります）：

dd if=/dev/zero of=/userdata/mydisk/udisk.img bs=1M count=1600

依存ツールをインストールします：

sudo apt-get update && sudo apt-get install dosfstools -y

PCで認識可能な vfat形式でイメージをフォーマットします：

mkfs.vfat /userdata/mydisk/udisk.img

1.3.2 モジュールのロードとUSBメモリシミュレーションの起動

イメージファイルを loop デバイスにバインドします（RV1126Bは `loop7`デバイスをサポートしており、追加の設定は不要です）：

sudo losetup /dev/loop7 /userdata/mydisk/udisk.img

コンパイルで生成されたカーネルモジュールを順次ロードします：

sudo insmod gadgetfs.ko
sudo insmod libcomposite.ko
sudo insmod usb_f_mass_storage.ko

💡 注意 ：上記のコマンドは実行後にメッセージは表示されません。必ず上記の順序通りに実行してください。

所在ディレクトリ：/lib/modules/6.1.141/kernel/drivers/usb/…

イメージファイルのマウントポイントを作成します：

sudo mkdir /mnt/udisk

作成したディレクトリにイメージファイルをマウントします：

sudo mount /dev/loop7 /mnt/udisk

USBメモリシミュレーション機能を起動します（実行後、PC上で新しいUSBデバイスが検出されたという通知が出ます）：

sudo insmod g_mass_storage.ko file=/dev/loop7 removable=1

1.4. 機能テスト

基本的なデータ送受信テスト

1. PC側： USBケーブルで Nano-TB RV1126B 開発ボードのOTGインターフェースとPCを接続し、通常のUSBメモリと同じようにファイルの読み書きができます。

2. 開発ボード側： /mnt/udisk ディレクトリに入ると、PCからUSBメモリにコピーされたファイルを確認できます。このディレクトリにファイルを書き込んだ後、USBケーブルを抜き差しすることでPC側にも反映されます。

1.4.1 注意事項

1. PCでファイルを書き込んだ後、開発ボード側で表示されない場合：

sudo umount /mnt/udisk && sudo mount /dev/loop7 /mnt/udisk

を実行して再マウントしてください。

2. 開発ボードでファイルを書き込んだ後、PC側で表示されない場合：

USBケーブルを一度抜き差しして更新してください。

3. マスストレージモードを起動して開発ボードをUSBメモリとして使用している場合、**adb機能は無効になります**。

2. USB OTGモード

2.1. USB OTGの概要

USB OTG（On-The-Go）はUSBプロトコルの拡張規格であり、従来のUSBが「ホスト（HOST）-デバイス（Peripheral/Device）」の一方向接続しかできないという問題を解決するものです。EASY-EAI-Nano-TB開発ボードのUSB OTGインターフェースは、HOSTモードとPeripheralモードの柔軟な切り替えをサポートしています。デフォルトでOTGモードとして設定でき、システムコマンドを使用して動作モードを迅速に変更することで、さまざまなシナリオにおけるデバイス接続のニーズ（USBメモリ、キーボード・マウスなどの周辺機器への接続や、スレーブデバイスとしてPCと通信するなど）を満たすことができます。

2.2. デフォルトのOTGモード

EASY EAI Nano USBリソースの紹介

2.2. デフォルトのOTGモード図1

以下のファームウェアを使用して開発を行うと、デフォルトでUSB OTGモードとして構成されます：

現在のOTGモードを確認する：

cat /sys/devices/platform/21400000.usb2-phy/otg_mode

2.2.1 HOSTモードへの切り替え

しかし、USBメモリやその他のUSBデバイスを接続して使用したい場合など、特定のシナリオではUSBインターフェースをUSB HOSTとして切り替える必要があります。その場合は、以下の手順に従って切り替えてください。まず、USBインターフェースに接続されているデバイスを【すべて取り外し】ます。その後、【シリアルコンソール（シリアルデバッグ）】（ボーレート：1500000）を使用してボードのコンソールにログインします。ユーザー名はnano、パスワードは 123456`です。次に以下のコマンドを実行することで、USBインターフェースをHOSTモードに切り替えることができます：

echo host \> /sys/devices/platform/21400000.usb2-phy/otg_mode

現在のHOSTモードを確認する：

cat /sys/devices/platform/21400000.usb2-phy/otg_mode

2.2.1 HOSTモードへの切り替え図2

USBデバイス（USBメモリを例とします）を使用して検証します。USBメモリを挿入した後、以下の2つの方法で検証できます：

1 lsusbコマンド

2.2.1 HOSTモードへの切り替え図3

2 lsblk コマンド

2.2.1 HOSTモードへの切り替え図4

12.2.1 HOSTモードへの切り替え図4

2.2.2 Deviceモードへの切り替え

USB Deviceモードに戻して使用したい場合は、HOSTモードへの切り替えと同様の操作でDeviceモードに切り替えることができます。まず同様に、USBインターフェースに接続されているデバイスを【すべて取り外し】ます。その後、以下のコマンドを実行してUSB Deviceモードに切り替えます：

echo peripheral \> /sys/devices/platform/21400000.usb2-phy/otg_mode

2.2.2 Deviceモードへの切り替え図5

最後にADBケーブルを接続し、`adb shell`を使用してADB環境に入り、確認を行います。

💡 注意 ：Deviceモードに切り替えた際、ADBはすぐには有効になりません。adb shellコマンドでADB環境にアクセスできるようになるまで、1分ほど待つ必要があります。