NXP i.MX RT1060移植TinyUSB：快速扩展大量USB Class示例

前言

为啥是TinyUSB?给强大的RT配个轻巧的USB栈！

USB这个让我们方便快捷的接口，几乎无处不在。在嵌入式世界里，尤其是用上了像NXP i.MX RT这样性能强劲的跨界MCU，我们自然希望它能轻松驾驭USB通信。官方所提供的示例只涵盖了USB基础类，对于诸如ECM、NCM等特定类的开发而言，若要从头开始构建，有可能会拖延客户项目的推进。

这时候，TinyUSB闪亮登场！

想象一下，一个开源（MIT 协议）、轻量级、跨平台、示例友好的USB协议栈，是不是有点小激动？

选择TinyUSB的几大优势：

• 轻巧高效：资源占用小，对内存和 Flash 都很友好。对于性能本就充裕的RT系列，更是能跑得飞起

• 功能全面：支持常见的设备类（CDC, MSC, HID, MIDI, Vendor等）和主机功能，甚至复杂的复合设备也不在话下。你想让你的RT板子变成U盘、虚拟串口、键盘鼠标？TinyUSB都能帮你搞定

• 易于移植：清晰的架构设计和OSAL，无论是裸机还是RTOS环境，移植起来都相对顺畅

• 社区活跃 & 开源免费：MIT协议方便客户使用。同时提供了大量的例程，即使是初学者也可以通过这个项目入门USB开发

所以，如果你想在你的NXP RT项目加上USB功能，或者学习一些特定class的开发，TinyUSB是一个值得尝试的选择。本文就将手把手带你，在熟悉的MCUXpresso IDE环境下，完成TinyUSB的移植，让你的RT开发板通过USB与世界自由沟通！

一、准备事项：装备检查

动手之前，确保你的“武器库”齐全：

• 硬件平台：一块NXPi.MX RT开发板，本文以RT1060-EVK为例，和能把它“安排”明白的调试器（JLink或LinkServer都行）。

• 软件工具：

• MCUXpresso IDE: NXP 的官方 IDE，我们的主战场（版本越新越好）

• Git: 版本控制神器，管理代码和子模块的必备佳品

• Make: 构建工具，跑 TinyUSB 自带脚本会用到

• Python: 同样是跑脚本用

开辟工作目录并获取TinyUSB源码。创建项目文件夹，然后用 Git 初始化，拉取TinyUSB库。

mkdir //TinyUSB_Porting cd /c/TinyUSB_Porting git init

把TinyUSB官方仓库加进来，用子模块的方式，既能保持项目整洁，又能方便地到最新版。

git submodule add https://github.com/hathach/tinyusb.git tinyusb

搞定！Tinyusb文件夹里现在就是协议栈的源码和各种示例了。

二、小试牛刀：命令行下的“热身运动”

在直接跳进IDE的“大坑”之前，咱们先在命令行下跑个官方示例，确保TinyUSB和 NXP的底层驱动能跑通，能避免很多不必要的麻烦。

步骤1: 选个入门示例开动

TinyUSB 的examples/device 目录下有很多好玩的示例。我们就选 cdc_msc 这个经典的“二合一”设备（虚拟串口 + U盘）开刀。

cd tinyusb/examples/device/cdc_msc

步骤2:TinyUSB获取NXP的依赖项

TinyUSB支持很多芯片和开发板，对于NXP RT，它提供了脚本来自动下载 MCUXpresso SDK的相关驱动。

# 告诉 Make 我们用的是 RT1060EVK 板子 make BOARD=mimxrt1060_evk get-deps

这条命令会运行 tinyusb/tools/get_deps.py imxrt 脚本，把NXP RT系列需要的驱动文件从GitHub上扒下来，放到 inyusbhwmcu xpmcux-sdk目录。

！！友情提示：NXP 的 Kinetis、LPC、MCX等系列需要用不同的参数去拉取各自的依赖包，别搞混了，对于同一个系列的MCU，只需要拉取一次就可以了。

步骤3: 编译！看看会不会“炸”

是时候检验成果了。用Make命令编译这个示例：

# 参数解释： # BOARD=mimxrt1060_evk - 目标板 # DEBUG=1 - 打开调试信息，方便看日志 # LOG=2 - 日志输出级别 # LOGGER=rtt - 默认使用UART打印日志，也指定用 RTT 或者SWO # PORT=1 - 多个USB Controller时可选 # SPEED=full - USB 全速模式 (也可以试试 high 高速) make BOARD=mimxrt1060_evk DEBUG=1 LOG=2 LOGGER=rtt PORT=1 SPEED=full all

如果终端没有喷出一堆错误，并且在 _build/mimxrt1060_evk目录下看到了 .elf, .bin这些熟悉的身影，那么恭喜你，第一阶段胜利！

步骤4: 下载！是骡子是马拉出来遛遛

把编译好的固件烧录到你的RT板子上，插上USB线（连接到板子的 USB Device 端口）。如果你的电脑成功识别出一个U盘，那就稳了！这证明TinyUSB和NXP底层驱动这对“CP”在你这块板子上是能正常工作的。

三、主战场：MCUXpresso IDE集成

热身完毕，该进入主战场——MCUXpresso IDE了。我们要把TinyUSB“塞”进一个标准的IDE工程里。

步骤1: 建立“根据地” (创建基础工程)

在 IDE 里，为你的 RT MCU创建一个新的工程。你可以从 hello_world 这种简单的 SDK 示例开始，或者干脆创建一个只包含必要驱动的空工程。确保这个基础工程能独立编译、下载、运行。

步骤2: 给 TinyUSB 安个“家” (添加源码文件夹)

为了不让项目结构乱成一锅粥，我们在 IDE 里给 TinyUSB 单独创建一个“家”（源文件夹）。

1.右键项目-> New -> Source Folder。

2.取个名字，比如tinyusb。

步骤3: 搬运 TinyUSB 的“家当” (复制核心文件)

把之前 Git 下载的 tinyusb/src目录下的核心文件复制到刚创建的 tinyusb 文件夹里。注意只选择需要的device端代码即可。主要包括：

• src/common: 通用工具函数

• src/device: USB 设备协议栈核心代码

• src/class: 你需要用到的 USB 功能类驱动（比如cdc, msc）

• src/osal: 操作系统抽象层

• src/portable/nxp/chipidea/ci_hs和nxp/ehci: NXP RT 芯片上USB 控制器的底层驱动

• src/tusb.c, src/tusb.h:TinyUSB 的主入口和核心头文件

• src/tusb_option.h: 默认编译选项

  

步骤4: 把“说明书”和“应用代码”也拿过来 (复制配置和示例文件)

cdc_msc 示例能跑起来，还需要几个关键的配置文件和应用层代码。把它们从 examples/device/cdc_msc/src/ 复制到 IDE 项目的主源码目录（通常叫source 或src）：

• main.c: 示例的主函数（替换掉hello_world.c）

• msc_disk.c / .h: U盘功能的底层存储接口（你需要实现它来读写你的存储器）

• tusb_config.h: TinyUSB的配置文件。所有功能的开关、参数都在这里调

• usb_descriptors.c / .h:USB设备的“身份证”——各种描述符。电脑就是靠这些信息来认识设备

步骤5: 板级支持包 (BSP) 文件别落下

示例代码会调用TinyUSB重写的板级初始化函数。检查下 examples/device/cdc_msc/src/ 和 hw/bsp 目录下类似 board_api.h family.c 这样的文件，有的话也一并复制到你项目的board 或bsp目录。

步骤6: 给编译器“指路” (配置 IncludePaths)

现在文件都搬过来了，但编译器还不知道去哪找头文件。我们需要在 IDE 里配置包含路径：

• 右键项目-> Properties -> C/C++ Build -> Settings -> Tool Settings -> MCUC Compiler -> Includes

• 点击"Add..."，把下面这些路径加进去（根据实际项目结构可能需要微调）

步骤7: 配置 PreprocessorDefines

TinyUSB 用宏定义来识别目标平台和开关功能。我们需要告诉它现在是在为谁工作：

• 右键项目-> Properties -> C/C++ Build -> Settings -> Tool Settings -> MCUC Compiler -> Preprocessor。

• 点击"Add..."，添加以下宏定义：

• CFG_TUSB_MCU=OPT_MCU_MIMXRT1XXX: 关键！这就是告诉 TinyUSB：“现在需要跑在 NXP RT 芯片上！”

• 按需添加其他调试宏，比如 CFG_TUSB_DEBUG=2

步骤8: 配置“硬件接口” (Pin Mux 和 Clock)

别忘了硬件！它们负责开发板上的各种PINMUX，直接使用TinyUSB中：tinyusbhwspimxrtoardsmimxrt1060_evk下提供的配置替换即可！

步骤9: 扫清“障碍” (处理冲突与缺失)

集成路上总会有些小坎坷：

• SDK 组件缺失: 从hello_world工程开始移植TinyUSB可能会缺少相关组件，比如OCOTP，可以通过MCUXpressoIDE中的管理工具很方便的添加它们。

• family.c和board_api.h的“戏份”: 这些文件通常负责板级的初始化（比如 board_init()）。确保它们已经正确移植好！

4. TinyUSB配置文件和Class文件

• tusb_config.h (协议栈的“控制面板”):

• 这个文件用于TinyUSB的基础配置。虽然有些配置（如MCU类型 CFG_TUSB_MCU）可能通过编译器 -D参数传入，但大部分基础和类相关的配置都在这里完成。

• usb_descriptors.c / .h (设备的“身份证”和“说明书”):

• 这里定义了所有USB 描述符：设备描述符、配置描述符、接口描述符、端点描述符、字符串描述符等等。

• class文件夹：参考cdc/msc，其他类型的示例移植方法也是类似的。

五、胜利收官：总结展望

恭喜！如果你一路跟着走到这里，并且成功让你的NXP RT开发板在电脑上被识别为一个 USB disk 设备，那么你已经掌握了在MCUXpresso IDE环境下移植TinyUSB 的核心技巧。

现在，RTMCU已经插上了TinyUSB的“翅膀”，可以更自由地翱翔在USB的世界里了。以此为起点，我们可以探索TinyUSB 支持的其他USB Class (HID, MIDI, 网卡等)、将TinyUSB集成到你的实际项目中，实现更复杂的USB功能或者host端协议栈！这些就留给感兴趣的小伙伴来尝试了！

[参考链接]：

1. https://github.com/hathach‍/tinyusb

2. https://docs.tinyusb.org/en/stable/r‍eference/getting_started.html

作者：Gavin Jia

恩智浦MCU加油站

恩智浦半导体NXP Semiconductors N.V.(纳斯达克股票代码：NXPI)是汽车、工业物联网、移动设备和通信基础设施市场值得信赖的合作伙伴，致力于提供创新解决方案。