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USB CDC-Ether (littlecore Linux)

K230 の littleコア (Linux) で USB CDC Ethernet (ECM/RNDIS) を使い、USB ケーブル経由のネットワーク接続を実現するための調査結果と手順です。

現状では使用不可

デフォルトのカーネル設定では CDC Ethernet 機能がすべて無効化されています。使用するにはカーネルの再ビルドが必要です。

ハードウェア状況

K230 は DWC2 OTG コントローラを搭載しており、USB デバイスモードに対応しています。

項目 値
UDC コントローラ 91500000.usb-otg
DWC2 ドライバ ロード済み (91500000, 91540000)
usbotg0 OTG モード (デバイスモード可能)
usbotg1 ホスト専用 (dr_mode = "host")

デバイスツリー (k230_canmv.dts) で usbotg0 が OTG モードで有効になっており、USB ガジェットとして使用可能です。

現在のカーネル設定

USB ガジェットフレームワーク自体は有効ですが、CDC Ethernet 関連はすべて無効です。

有効な機能:

CONFIG_USB_DWC2=y
CONFIG_USB_DWC2_DUAL_ROLE=y
CONFIG_USB_GADGET=y
CONFIG_USB_CONFIGFS=y
CONFIG_USB_CONFIGFS_MASS_STORAGE=y
CONFIG_USB_CONFIGFS_F_LB_SS=y
CONFIG_USB_CONFIGFS_F_HID=y
CONFIG_USB_CONFIGFS_F_UVC=y

無効な機能 (CDC Ethernet 関連):

# CONFIG_USB_CONFIGFS_NCM is not set
# CONFIG_USB_CONFIGFS_ECM is not set
# CONFIG_USB_CONFIGFS_ECM_SUBSET is not set
# CONFIG_USB_CONFIGFS_RNDIS is not set
# CONFIG_USB_CONFIGFS_EEM is not set
# CONFIG_USB_ETH is not set

有効化手順

1. defconfig の変更

対象ファイル: k230_sdk/src/little/linux/arch/riscv/configs/k230_canmv_defconfig

ECM (Linux/macOS 標準対応) を追加:

CONFIG_USB_CONFIGFS_ECM=y

Windows 対応も必要な場合は RNDIS も追加:

CONFIG_USB_CONFIGFS_RNDIS=y

既存の USB configfs 設定 (CONFIG_USB_CONFIGFS_F_UVC=y の行) の後に追記してください。

2. カーネル再ビルド

SDK Docker 環境内で:

make linux       # Linux カーネル再ビルド
make build-image # SD カードイメージ再生成

SDK ビルドについて

K230 SDK のビルド手順は SDK ビルド を参照してください。

3. 実機での configfs セットアップ

カーネル再ビルド後、実機上で configfs をマウントし ECM ガジェットを作成します。

#!/bin/sh
# gadget-ecm.sh — USB CDC ECM ガジェット セットアップ

mount -t configfs none /sys/kernel/config

mkdir -p /sys/kernel/config/usb_gadget/g1
cd /sys/kernel/config/usb_gadget/g1

echo 0x1d6b > idVendor    # Linux Foundation
echo 0x0104 > idProduct    # Multifunction Composite Gadget

mkdir -p strings/0x409
echo "Canaan Inc." > strings/0x409/manufacturer
echo "CDC Ether" > strings/0x409/product
echo "20230618" > strings/0x409/serialnumber

mkdir -p configs/c.1/strings/0x409
echo "ECM" > configs/c.1/strings/0x409/configuration

mkdir -p functions/ecm.usb0
ln -s functions/ecm.usb0 configs/c.1/

echo 91500000.usb-otg > UDC

ifconfig usb0 192.168.7.2 netmask 255.255.255.0 up

4. ホスト側の設定

K230 を USB ケーブルでホスト PC に接続した後、ホスト側で IP アドレスを設定します。

# Linux ホストの場合
sudo ifconfig usb0 192.168.7.1 netmask 255.255.255.0 up

# 疎通確認
ping 192.168.7.2

ECM vs RNDIS

方式 Linux macOS Windows 備考
ECM ドライバ不要 ドライバ不要 非対応 推奨
RNDIS ドライバ不要 非対応 ドライバ不要 Windows 向け

Linux/macOS のみの場合は ECM だけで十分です。Windows 対応が必要な場合は RNDIS も有効にしてください。

参考

  • 既存のガジェットスクリプト例:
    • k230_sdk/src/little/buildroot-ext/package/usb_test/src/gadget-storage.sh
    • k230_sdk/src/little/buildroot-ext/package/usb_test/src/gadget-hid.sh