【Android USB oscilloscope】(16) AOA --- Android～Linux hostとのUSB BULK通信 (化物)

余っているAndroidスマホをオシロにしよう！

スマホでこんなUSB接続をしたい．

     Linux(host) ----> スマホ(device)

スマホをPCに接続するとdialogが出て、ストレージ接続しますか？ カメラ接続しますか？ 充電だけですか？ などと用途を訊かれるのはお馴染みだろう．こちらに書いた．

【Android USB oscilloscope】(12) Android One S5 USB device descriptor

ところが、スマホをオシロにしたいわたしは、ストレージでもカメラでもない「別の何かのAndroidデバイス」に化ける必要がある．

化物Androidになる方法がちょっと特殊だ．Android open Accessory(AOA) libraryを使ってhostと接続する仕組みがgoogleから提供されている．

【Android USB oscilloscope】(14) Android open Accessory

AOAがLinux hostと繋がるためには、一度USB接続して、一旦切断して別のVID/PIDでAndroidを再起動させ、二度目のUSB接続で化物Androidになるのである．

前回、AOAの化物接続まではできた．

【Android USB oscilloscope】(15) AOA --- Linux host側のsample program

以上が前回までの経緯だった．

今回のnew itemは２つ

  １）前回参考にしたpc-usb.cを書き換えてhost側で走らせる

  ２）スマホで走らせるkotlinアプリ

これらでUSB bulk転送を実験する．

動かし方

１）スマホをPC(Linux)に挿す

２）hostプログラムを実行する  (スマホ画面にアクセス許可ダイアログが出るかも）

３）スマホアプリを起動する

４）スマホアプリのボタンを押すと表示が変わる

【hostのプログラム】

書き換えたものをこちらに置いとく．（2022.4.29 少し修正しました）

コンパイルはLinuxでこんなおまじないで通ると思う．

 gcc -lusb-1.0 pc-usb.c -o pc-usb `pkg-config libusb-1.0 --libs --cflags`

なお、あらかじめlibusbをインストしておく必要があるのを注意のほどよろしく．

　apt-get install libusb-1.0-0-dev

sourceの最初の方に、userが書き換えるべきパラメータがある．

bangflatとaoatestの文字は、化物Androidの識別に使うためのおまじないである．Android Studio上のaccessory_filter.xmlに同じ文字を記入しておく必要がある．

#define MANUFACTURER "bangflat"

#define MODEL "aoatest"

EP番号はスマホのdescriptorから動的に決定するのが作法だけど、ここでは決め打ちにしてる．あらかじめこちらでdescriptorを調査した．スマホによって83だったり01だったりするのでスマホに合わせて変更する必要があります．

#define IN 0x81    // end point in

#define OUT 0x02   // end point out

現在使っているスマホのADB debug mode時のVID/PID．事前調査で知った情報．１度目接続ではこの値である．スマホが変わればPIDは違うと思う．

#define VID 0x18D1 // VID

#define PID 0x4EE7 // PID 1st phase

化物Android接続ではVID/PIDが変わる．AOA仕様のPIDは2D01または2D00と決まっている（と思って差し支えないと言っても過言ではないと思う）

#define ACCESSORY_VID 0x18D1  // VID 2nd phase

#define ACCESSORY_PID 0x2D01  // PID 2nd phase

#define ACCESSORY_PID_ALT 0x2D00  // PID 2nd phase alternative

userが書き換えるべきパラメータは以上．

次にmain()のキモの部分を見てゆく．

最初に、化物Android接続を試みる．成功すればBULK通信へjumpする．

handle = libusb_open_device_with_vid_pid(NULL, ACCESSORY_VID,  ACCESSORY_PID);

NULLだったら化物Androidではないので、通常の(１度目の)VID/PIDで接続を試みる．

if(handle == NULL)

   handle = libusb_open_device_with_vid_pid(NULL, VID, PID);

１度目の接続に成功したら、化物Android接続への移行を試みる．

if( setupAccessory() < 0)  { エラー処理は略 }

化物Androidに成れたら、、、BULK通信の開始だ！

while(1){

 sprintf(buffer,"bulk transfer test %d----------",N++);

 if(libusb_bulk_transfer(handle, OUT, buffer, strlen(buffer),\ 

        &transferred, 0) < 0) {}

}

やってる事は、文字列をチロチロとBULK送信するloopでしかない．

main()はこれだけで終了．

なのだが、１度目接続→化物移行させるsetupAccessory()が混迷している．見ていこう．

スマホがAOAをサポートしているかどうかを、USBのcontrol transferで確認する．

libusb_control_transfer( handle, 0xC0, 51, 0, 0, buf, 2, 0)

control transferはEP0を使って行われ、主にUSB制御に使われる．

C0,51,0,0,2,0 という謎の数列は、AOA独自のコマンドだと思われる．AOAをサポートしているなら2byteで返信せよ、とでも言いたいのだろう．

buf[]に入った返信が非ゼロならAOAサポートしているとの判断をする．

さらにAOA独自の謎コマンドが続く．

bangflat,aoatestのような文字列を照合することによって、hostプログラムと、化物Androidのペアリングを検証している．

６行あるのは６種類の情報でもって化物チェックするためだが、実際にやってみると２つしか照合してなく見える．なので４つは”  ”を送ってるだけで済ませた．

libusb_control_transfer(handle,0x40,52,0,0,MANUFACTURER,\

                               strlen(MANUFACTURER),0)

libusb_control_transfer(handle,0x40,52,0,1,MODEL,strlen(MODEL),0)

libusb_control_transfer(handle,0x40,52,0,2," ",1,0)

libusb_control_transfer(handle,0x40,52,0,3," ",1,0)

libusb_control_transfer(handle,0x40,52,0,4," ",1,0)

libusb_control_transfer(handle,0x40,52,0,5," ",1,0)

とりあえず６種の照合データを送信して、結果は知らないままで、スマホに次の命令を送る．命令：化物になって再起動せよ！

libusb_control_transfer(handle,0x40,53,0,0,NULL,0,0)

化物Androidが再接続してくる事を期して、hostは一旦USB接続を切断する．

libusb_close(handle); // close 1st phase handler

化物AndroidのためのVID/PIDで接続を試みる．５回やる．

handle ＝ libusb_open_device_with_vid_pid(NULL, ACCESSORY_VID, ACCESSORY_PID);

化物Androidが繋がったら、Interface0をセレクト．

libusb_claim_interface(handle, 0)

  

以上で化物Androidとの通信ができるようになった．BULK通信も可能なはずだ．

【スマホのアプリ】

readボタンを押す度にBULK受信し、受信内容が表示されるというもの．

project folder詰め合わせ(Kotlin)をこちらに置いとく．使っているAndroid Studioのversionはこれ．

元ネタはこれで、Kotlinに移植して少し弄ったもの．あんまり読んでないので理解してない．     AndroidとPCのUSB通信のサンプル

MainActivity.ktのonCreate()で、ボタンが押されたらUSBをrecieve()して表示するだけ．

IDreadBTN.setOnClickListener {

    try {

        val rmsg: String = usbDriver!!.receive()

        IDreadTXT.setText(rmsg)

    }

}

これのキモの部分はusbDriver.receive()ですが、定義はこうなってる．usbInが気になる．

fun receive(): String {

    val buff = ByteArray(1024)

    val len = usbIn!!.read(buff)

    return String(buff)

}

usbInの正体はこうなってる．つまりOS直結部分ではusbInはただのfile streamになっていて、usbIn.readすればシーケンシャルに受信dataがポロポロと吐き出されるみたいだ．ならばこれを呼び出すのは誰なのか？

fun openAccessory(accessory: UsbAccessory?) {

    fileDescriptor = usbManager.openAccessory(accessory)

    val fd = fileDescriptor!!.fileDescriptor

    usbIn = FileInputStream(fd)

}

openAccessory()を呼び出すのは、元を辿ればonReceive()だ．つまり、USBから受信した時、Intentの中にどのUsbAccessoryなのかの情報が含まれており、それをopenAccessory()に与えることでusbInに紐づける仕組み．

fun onReceive(context: Context, intent: Intent) {

    open(intent)

}

fun open(intent: Intent) {

    val accessory = intent...... as UsbAccessory?

    driver.openAccessory(accessory)

}

判ってしまえばそんなもんかだけど、こんなのスクラッチから書けるわけがないわー

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ともあれこれで、hostから任意の波形データをスマホに送信するルートは確保できた．

次は波形を描画させてみるかね？

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かしこ