10月25日 LIVE受講 / 10月26日～10月28日 録画受講
［Webinar/KIT/data］
実習キットで学ぶ USBネイティブ・デバイス開発入門

USBの基礎からHID/独自クラスの実装，PC制御まで


お申込み

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月/日 開始 終了 内容 価格 申し込み
10/25（土） 10:00 17:00 ［Webinar/KIT/data］
実習キットで学ぶ USBネイティブ・デバイス開発入門 		27,500円

ご購入前にご理解いただきたいこと

  1. 上記の時間は，セミナの開始/終了時間です．
  2. 本セミナに申し込んだ方は，見逃し配信による受講も可能です．
  3. 実習キットは，講演7日～10日前に宅急便で送付します．
  4. 講義テキスト・実習用データは講演の3日前までにメールにて送付予定です．
  5. 講義テキスト，ソースコード類は1人1ライセンスです．
  6. すべての映像，画像，文書テキスト，ソースコードは，著作権法によって厳格に守られています．無許可の転載，複製，転用は法律により罰せられます．

本セミナで配布する実習キット

  1. AVR-DUマイコン（AVR32DU28）搭載 USBプログラマ内蔵開発ボード
  2. USBケーブル（TypeA - MicroB）
  3. USBケーブル（TypeA - TypeC）
図1　実習キットを用いたUSB-OLED制御デバイス（HIDクラス）の作成例

学ぶこと

あらまし

本セミナでは，USB HID クラスとVendor-specificクラス（独自クラス）の2種類を活用し，PCと自由に通信できるUSBデバイスの開発手法を学びます．「USB-シリアル変換」から一歩進んで，USBネイティブ・デバイスを自作したい方に最適な内容です．

セミナにはAVR-DUマイコンとUSBプログラマ付きの専用ボードを付属します．セミナ中で実装するUSB-I2C変換デバイスは，受講後の開発にも幅広く役立ちます．

近年，IoT やエッジ・デバイスの広がりにより，USB経由でPCと双方向通信するカスタム・デバイスの需要が増えています． また，従来のUSBシリアル変換ではできない，独自プロトコルによる柔軟なデータ転送や複数エンド・ポイントの活用といった高度な機能が求められる場面も増えてきました．

さらに，最近では低価格なUSB対応マイコンやオープンな開発環境が整い、以前よりUSBデバイス開発のハードルが下がっています． これらの状況が整った今こそ，「USBネイティブデバイス開発」を始める絶好のタイミングです．HIDや独自プロトコルの構築方法を実践的に学び，ローエンドからハイエンドまで幅広いUSB機器の設計力を身につけましょう．

なお，本セミナは今後シリーズ化を予定しています．USB 2.0の基本から，USBホストやUSB 3.2による高速通信な，より高度な応用まで段階的に学べる「USBマイコン応用セミナシリーズ」の第一弾となります．

図2 オリジナルのEEPROM書き込み器を作成する例（Vendor Class）
図3 汎用USB-I2C/SPIブリッジとしてセミナ終了後も便利に使える

アジェンダ

（1）USB の基礎知識

  • 現在のUSB規格と互換性
  • USBコネクタと接続性
  • USBの通信のしくみ
  • デバイス・クラスとは
  • ディスクリプタとは
  • 複合デバイスのディスクリプタ
  • USBデバイスのハードウェア

（2）HID キーボードの実装

  • HID規格の概要
  • HIDの通信速度
  • 開発ツールと使用マイコンについて
  • STM32，PIC，AVR マイコンを例にした現代のUSBデバイス開発
  • USBキーボードを実装する

（3）HIDベンダ定義デバイスの実装（マイコン側ファームウェア）

  • HIDディスクリプタのフォーマット
  • HIDのデータ・トランザクション
  • 通信仕様の設計
  • HIDデバイス・プロジェクトの作成
  • レポート送受信の実装

（4）HIDベンダ定義デバイスの制御（PC側ソフトウェア）

  • 各OSのHID対応状況
  • Win32 APIを使ったネイティブ・アプリ開発
  • Webブラウザを使ったHID制御
  • HID版I2C制御ソフトウェアの作成

（5）カスタム・クラス・デバイスの実装（マイコン側ファームウェア）

  • カスタム・クラス (Vendor-specific Class) の使いどころ
  • 通信仕様の設計
  • カスタム・デバイス・プロジェクトの作成
  • 汎用ドライバ使用のためのディスクリプタの実装
  • データ受信の実装
  • データ送信の実装
  • 複合デバイスにおけるカスタム・クラス実装

（6）カスタム・クラス・デバイスの制御（PC 側ソフトウェア）

  • カスタム・クラスのPC側ソフトウェア開発は難しい？
  • ネイティブ・アプリから制御する方法
  • WebUSBでブラウザから制御する方法
  • カスタム・クラス版I2C制御ソフトウェアの作成
  • ファームウェアのWebUSB対応
  • 非同期データ受信の実装

受講対象

  • USBデバイス開発に興味があり，基礎から体系的に学びたい方
  • 「USB-シリアル変換」から一歩進んで，USBネイティブ・デバイスを自作したい方
  • HIDやVendor-specificクラスを用いた通信を実装してみたい方
  • IoTやエッジ・デバイス向けにPCと双方向通信するデバイスを開発したい方

講演の目標

  • HIDクラス・デバイスを実装できる
  • Vendor-specificクラス・デバイスをマイコン側で実装できる
  • PC側ソフトウェアからHID/カスタム・クラス・デバイスを制御できる
  • USB-I2C変換デバイスを設計・開発し，応用できる
  • 今後のUSB応用（USB 2.0/USB 3.2）に発展させる基礎力を身につける

講師紹介

略歴

  • 2015年　都内電子機器メーカに入社．主にUSB3.1やDisplayPort，MIPI，車載向けSer/Desなど高速インタフェース変換基板の設計開発．回路設計からファームウェア，ソフトウェア開発(C/C++)を担当
  • 2023年　「Y-Logic」として独立開業

主な著書

  1. ［VOD/KIT/data］Arm M4/M7/DSP×500MHz！STM32H7ハイスペック計測通信Module開発
  2. 世界統一規格新USBType-C攻略DVD(特集)第4部，トランジスタ技術2020年2月号，CQ出版社．
  3. 電池交換不要！消費電流1μA未満のソーラ充電式導通チェッカ，トランジスタ技術2020年10月号，CQ出版社．
  4. AVRでサクッとマイコン開発(特集すべて)，トランジスタ技術2021年4月号，CQ出版社．
  5. 3桁表示ミリオーム計の設計・製作，トランジスタ技術2021年6月号，CQ出版社．
  6. 直流バイアス付きコンデンサ容量計，トランジスタ技術2021年11月号-2022年3月号(短期連載)，CQ出版社．
  7. 超便利！ICの故障・真贋チェッカの製作，トランジスタ技術2023年3月号，CQ出版社
  8. 作る！わかる！USBType-C＆電源(特集)第1部3-4章，トランジスタ技術2023年6月号，CQ出版社．
  9. 20mVステップUSB可変電源の製作，トランジスタ技術2023年9月号，CQ出版社．
  10. 「大安」「仏滅」を計算する六曜カレンダ回路の製作，トランジスタ技術2024年3月号，CQ出版社．