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sakumisu
2022-04-16 21:17:56 +08:00
parent ba2f36848d
commit b104749c8c
29 changed files with 113 additions and 257 deletions

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@@ -29,7 +29,7 @@ CORE
- **ep_addr** 端点地址(带方向)
- **ep_cb** 端点中断回调函数。
.. note:: 注册 IN 方向则表示发送完成后触发,注册 OUT 中断则表示有数据就触发。
.. note:: 注册 IN 方向则表示发送完成后触发,类似于 dma 完成中断。注册 OUT 中断则表示有数据就触发,类似于 fifo 不为空中断
接口结构体
""""""""""""""""""""""""""""""""""""

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@@ -8,6 +8,22 @@ CherryUSB 使用指南
CherryUSB 是一个小而美的、可移植性高的、用于嵌入式系统的 USB 主从协议栈。
**小在哪?**
代码中基本不使用全局的数组,使用链表的方式由用户动态的添加。并且基本不占用很大的 ramflash 的占用也非常小。
**美在哪?**
代码从上到下是逐次递进的过程,不存在什么跳到其他文件,或者顺序倒换的问题,也就是说当你从上往下把代码看完,你也就知道 usb 协议栈是如何工作的了。
**可移植性高在哪?**
根据 usb ip 的特点,定义了标准的 dcd 和 hcd 的 porting 接口,只要依次实现,就可以使用 usb 协议栈了。
最重要的一点,无论从机还是主机协议栈,协议栈只做枚举过程的操作,其余所有应用层操作,协议栈不会做。比如使用从机时,触发了其他端点的 out 中断,那么将直接调用到用户注册的函数中,由用户自己读取,而协议栈并不会使用类似 ringbuffer 的形式读取到一块 buffer上先存着减少 copy 次数。而类似 msc 和 rndis 这种已经成标准的则由协议栈进行操作。
此外使用从机协议栈过程中你就发现out 中断就像串口接收中断一样in 中断就像 dma 完成中断一样。而主机协议栈则是在枚举完成后提供了注册的 **devname** ,用户通过 **devname** 得到收发时需要的句柄,从而进行数据的收发,无需知道收发设备的端点和地址,用户也不想知道这么多信息,太过复杂。
- 从机协议栈视频教程https://www.bilibili.com/video/BV1Ef4y1t73d
- 主机协议栈视频教程TODO
- github https://github.com/sakumisu/CherryUSB
@@ -19,7 +35,7 @@ CherryUSB 是一个小而美的、可移植性高的、用于嵌入式系统的
quick_start/bl702
quick_start/stm32f429
quick_start/es32f369
quick_start/rt-thread/rt-thread_zh
quick_start/rt-thread/rtthread
quick_start/other_chip
.. toctree::

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@@ -3,25 +3,33 @@
ES32F3xx 系列单片机中 USB 外设使用标准的 musb ip并且拥有 usb device 和 usb host 功能。本章主要介绍如何在东软载波的 ES32F369x 开发板中使用 CherryUSB。
首先需要从 essemi 官网下载 `keil 芯片支持包 <http://www.essemi.com/index/product/detail?id=796>`_ 并安装,下载 `ES32 SDK <http://www.essemi.com/index/product/detail?id=755>`_ ,并进入 ES32 SDK 中,复制 `Drivers` 到 如图所示目录下:
在使用之前需要从 essemi 官网下载 `keil 芯片支持包 <http://www.essemi.com/index/product/detail?id=796>`_ 并安装,
.. figure:: img/1.png
进入 MDK-ARM 目录下,双击 `example.uvprojx` 打开工程,选择好调试器后,编译烧录即可。
如果是从机,默认提供的是 cdc acm 的示例,代码烧录以后,将 usb 线插到 板子的丝印为 USB-OTG 口,并接上电脑,按下复位键,电脑便会枚举出一个串口。打开串口,勾选 DTR 可以接收数据,在发送缓冲区填入数据并发送,调试器的串口便可以打印出接收的长度和数据。
如果是主机,则需要一个 usb 母口转接线,并接入相关 usb 设备,就可以进行测试了。比如接上 鼠标、U盘、4G 网卡等等。
工程样例试用
-----------------------
在 CherryUSB demo 目录下已经有主机跟从机的样例,在有板子的情况下,可以先跑工程样例,试用一下。
- 试用之前,需要先下载 `ES32 SDK <http://www.essemi.com/index/product/detail?id=755>`_ ,并进入 ES32 SDK 中,复制 `Drivers` 到 如图所示目录下:
.. figure:: img/es321.png
- 然后进入 MDK-ARM 目录下,双击 `example.uvprojx` 打开工程,选择好调试器后,编译烧录即可。
- 如果是从机,默认提供的是 cdc acm 的示例,代码烧录以后,将 usb 线插到 板子的丝印为 USB-OTG 口,并接上电脑,按下复位键,电脑便会枚举出一个串口。打开串口,勾选 DTR 可以接收数据,在发送缓冲区填入数据并发送,调试器的串口便可以打印出接收的长度和数据。
- 如果是主机,则需要一个 usb 母口转接线,并接入相关 usb 设备就可以进行测试了。比如接上鼠标、U盘、4G 网卡等等。
USB Device 移植要点
-----------------------
针对自定义的工程移植,需要以下步骤:
针对自定义的工程移植,需要按照以下步骤:
- 准备好可以进行调试打印的工程,并且实现 `printf`
- 准备好可以进行调试打印的工程,并且实现 `printf``malloc``free` 函数(也可以直接勾选 Use microlib 来使用)
- 拷贝 CherryUSB 源码到工程里
- 添加 CherryUSB 源码和头文件路径,其中 `usbd_core.c``usb_dc_musb.c` 为必须添加项。
- 拷贝 `usb_config.h` 文件到自己工程目录下,并添加相应的目录头文件路径。所以根目录下的文件仅作为参考,不要添加根目录下的头文件。
.. figure:: img/2.png
.. figure:: img/3.png
.. figure:: img/es322.png
.. figure:: img/es323.png
- 实现 `usb_dc_low_level_init` 函数,该函数主要负责 USB 时钟、引脚、中断的初始化。例如
@@ -51,10 +59,11 @@ USB Host 移植要点
- 准备好可以进行调试打印的带 FreeRTOS 或者 RT-Thread 的工程,并且实现 `printf``malloc``free` 函数(也可以直接勾选 Use microlib 来使用)。
- 拷贝 CherryUSB 源码到工程里
- 添加 CherryUSB 源码和头文件路径,其中 `usbh_core.c``usb_hc_musb.c` 、 osal 下的文件为必须添加项。
- 添加 CherryUSB 源码和头文件路径,其中 `usbh_core.c``usb_hc_musb.c` 、 osal 下的文件为必须添加项,根据不同的 os 添加对应的文件
- 拷贝 `usb_config.h` 文件到自己工程目录下,并添加相应的目录头文件路径。所以根目录下的文件仅作为参考,不要添加根目录下的头文件。
.. figure:: img/4.png
.. figure:: img/5.png
.. figure:: img/es324.png
.. figure:: img/es325.png
- 由于是作为主机,推荐添加所有的 class功能全面。当然如果只用一个 class ,就添加一个。
- 实现 `usb_hc_low_level_init` 函数,该函数主要负责 USB 时钟、引脚、中断的初始化。例如

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@@ -6,12 +6,13 @@
USB Device 移植要点
-----------------------
- 拷贝 CherryUSB 源码到工程
- 添加 `usbd_core.c`
- 添加 `usb_dc_xxx.c`,它是芯片所对应的 USB IP dcd 部分驱动,如果不知道自己芯片属于那个 USB IP参考 **port** 目录下的不同 USB IP 的 readme。如果使用的 USB IP 没有支持,只能自己实现了
- 添加 `USBD_IRQHandler=xxxx` `USB_NUM_BIDIR_ENDPOINTS=x` 的 CFLAG如果没有添加则使用 `usb_dc_xxx.c` 默认配置
- 添加 CherryUSB 源码中使用到的源文件的对应头文件路径不要添加CherryUSB 根目录路径
- 根据自己的需求添加 对应 **class** 目录下的文件,并且添加的文件形似 `usbd_xxx.c`
- 拷贝 CherryUSB 源码到工程目录下
- 添加 `usbd_core.c` 参与编译
- 根据自己的需求添加对应 **class** 目录下的文件参与编译,并且添加的文件形似 `usbd_xxx.c`
- 添加 `usb_dc_xxx.c` 参与编译,它是芯片所对应的 USB IP dcd 部分驱动,如果不知道自己芯片属于那个 USB IP参考 **port** 目录下的不同 USB IP 的 readme。如果使用的 USB IP 没有支持,只能自己实现了
- 添加 `USBD_IRQHandler=xxxx``USB_NUM_BIDIR_ENDPOINTS=x` 以及 `USB_BASE=0xxxxx` 的 CFLAG如果没有添加则使用 `usb_dc_xxx.c` 中默认配置
- 添加 CherryUSB 源码中使用到的头文件路径
- 拷贝 `usb_config.h` 文件到自己工程目录下,并添加相应的目录头文件路径。所以根目录下的文件仅作为参考,不要添加根目录下的头文件
- 实现 `usb_dc_low_level_init` 函数,该函数主要负责 USB 时钟、引脚、中断的初始化(此函数在对应的 `usb_dc_xxx.c` 中为弱定义)。该函数可以放在你想要放的任何参与编译的 c 文件中。如何进行 USB 的时钟、引脚、中断等初始化,请自行根据你使用的芯片原厂提供的源码中进行添加。
- 描述符的注册、class的注册、接口的注册、端点中断的注册。不会的参考 demo 下的 template
- 调用 `usbd_initialize` 初始化 usb 硬件
@@ -23,12 +24,12 @@ USB Host 移植要点
- 拷贝 CherryUSB 源码到工程里
- 添加 `usbh_core.c`
- 根据自己的需求添加对应 **class** 目录下的文件参与编译,并且添加的文件形似 `usbh_xxx.c`。推荐全部添加,这样可以支持很多 class
- 添加 `usb_hc_xxx.c`,它是芯片所对应的 USB IP hcd 部分驱动,如果不知道自己芯片属于那个 USB IP参考 **port** 目录下的不同 USB IP 的 readme。如果使用的 USB IP 没有支持,只能自己实现了
- 添加 `USBH_IRQHandler=xxxx` 的 CFLAG如果没有添加则使用 `usb_hc_xxx.c` 默认配置
- 拷贝一份 `usb_config.h` 文件到自己的工程中,根据实际情况修改主机相关的 CONFIG 宏。CherryUSB 根目录下的为 template不要使用
- 添加 **osal** 目录下文件,不同 os 只能选择一个
- 添加 CherryUSB 源码中使用到的源文件的对应头文件路径不要添加CherryUSB 根目录路径
- 根据自己的需求添加 对应 **class** 目录下的文件,并且添加的文件形似 `usbh_xxx.c`。推荐全部添加。
- 添加 `USBH_IRQHandler=xxxx``USB_BASE=0xxxxx` 的 CFLAG如果没有添加则使用 `usb_hc_xxx.c` 默认配置
- 添加 **osal** 目录下文件,根据不同的 os 选择对应的源文件
- 添加 CherryUSB 源码中使用到的头文件路径
- 拷贝 `usb_config.h` 文件到自己工程目录下,并添加相应的目录头文件路径。所以根目录下的文件仅作为参考,不要添加根目录下的头文件
- 实现 `usb_hc_low_level_init` 函数,该函数主要负责 USB 时钟、引脚、中断的初始化(此函数在对应的 `usb_hc_xxx.c` 中为弱定义)。该函数可以放在你想要放的任何参与编译的 c 文件中。如何进行 USB 的时钟、引脚、中断等初始化,请自行根据你使用的芯片原厂提供的源码中进行添加。
- 调用 `usbh_initialize` 初始化 usb 硬件
- 如果使用的是 GCC需要在链接脚本中添加如下代码

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@@ -1,84 +0,0 @@
# RT-Thread based Software Package Development Guide
[中文版](rt-thread_zh.md)
To use CherryUSB package, you need to select it in the RT-Thread package manager. The specific path is as follows:
```
-> RT-Thread online packages
-> system packages
--- CherryUSB: tiny and portable USB stack for embedded system with USB IP
CherryUSB Options ---->
USB Speed (FS) --->
[*] Enable usb device mode
[*] Enable usb cdc acm device
[ ] Enable usb hid device
[ ] Enable usb dfu device
[ ] Enable usb msc device
[ ] Enable usb hub device
[ ] Enable usb audio device
[ ] Enable usb video device
Version (latest) --->
```
## Based ON STM32 Platform
Please note that stm32 series have two usb ip. For usb ip, like stm32f0、stm32f1、stm32f3, for usb otg ip(as we know it is from **synopsys**),like stm32f4、stm32f7 and so on.
### Use USB Device
- Firstly,you should have a bsp project,and then go to `board\CubeMX_Config` directory, open file that suffix name with `.ioc` in **STM32CubeMX**.
- Enable **USB** or **USB_OTG_FS** or **USB_OTG_HS** in **Connectivity** List,enable USB IRQ in **NVIC Setting**.
![STM32CubeMX USB setting](img/stm32cubemx.png)
- Enable USB Clock for 48Mhz in **Clock configuration**.
![STM32CubeMX USB clock](img/stm32cubemx_clk.png)
- Generate code.
- Copy **SystemClock_Config** into **board.c**.
- ~~Copy **MX_USB_OTG_FS_PCD_Init** or **MX_USB_OTG_HS_PCD_Init** into **main.c** if you use **usb_dc_hal.c**.Also, USB Irq from **it.c** needs the same.~~
- Implement **usb_dc_low_level_init** and copy codes in from ``HAL_PCD_MspInit``.
```
void usb_dc_low_level_init(void)
{
/* Peripheral clock enable */
__HAL_RCC_USB_CLK_ENABLE();
/* USB interrupt Init */
HAL_NVIC_SetPriority(USB_LP_CAN1_RX0_IRQn, 0, 0);
HAL_NVIC_EnableIRQ(USB_LP_CAN1_RX0_IRQn);
}
```
- Implement **printf** or modify with **rt_kprintf** in **usb_utils.h**, usb stack needs.
- Now we can call some functions provided by **usb_stack**.Your should register descriptors、interfaces and endpoint callback firstly, and then call `usb_dc_init`. Example is as follows:
```
int main(void)
{
extern void cdc_init(void);
cdc_init();
usb_dc_init();
while (1)
{
uint8_t data_buffer[10] = { 0x31, 0x32, 0x33, 0x34, 0x35, 0x31, 0x32, 0x33, 0x34, 0x35 };
usbd_ep_write(0x81, data_buffer, 10, NULL);
rt_thread_mdelay(500);
}
}
```
- How to register class you can go to [stm32 class examples](https://github.com/sakumisu/usb_stack/tree/master/demo/stm32/stm32f103c8t6/example) for a reference.
### CDC Demo Demonstration
![CDC Demo](img/rtt_cdc_demo.png)
### Video manual
If you have problem from steps above, you can see this video[Use USB Stack in RT-Thread package manager](https://www.bilibili.com/video/BV1Ef4y1t73d?p=26)。

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@@ -1,148 +0,0 @@
# 基于 RT-Thread 软件包开发指南
[English Version](rt-thread.md)
使用 CherryUSB package 需要在 RT-Thread 的包管理器中选择它,具体路径如下:
```
-> RT-Thread online packages
-> system packages
--- CherryUSB: tiny and portable USB stack for embedded system with USB IP
CherryUSB Options ---->
USB Speed (FS) --->
[*] Enable usb device mode
[ ] Enable usb host mode
[*] Enable usb cdc acm device
[ ] Enable usb hid device
[ ] Enable usb dfu device
[ ] Enable usb msc device
[ ] Enable usb hub device
[ ] Enable usb audio device
[ ] Enable usb video device
Version (latest) --->
```
## 基于 STM32 平台
STM32 系列单片机有两种 USB IP,分别是 USB IP 和 USB OTG IP。其中 USB IP例如 STM32F0、STM32F1、STM32F3等等USB OTG IP(我们都知道用的是 **synopsys** 公司的)的有 STM32F4、STM32F7、STM32H7等等。当前如果你需要使用 USB Device 功能porting 接口提供了两种,一种是适配 USB IP的 **fsdev**,另一种是适配 USB OTG IP 的 **synopsys**
### 使用 USB Device 功能
- 首先,你需要有一个 bsp 工程,之后进入到 `board\CubeMX_Config` 目录下,使用 **STM32CubeMX** 打开后缀名为 `.ioc` 的文件。
- 进入 **Connectivity** 选项,选择 **USB** 或者 **USB_OTG_FS** 或者 **USB_OTG_HS**,并使能 device 功能,在 **NVIC Setting** 中开启 USB 中断。
![STM32CubeMX USB setting](img/stm32cubemx.png)
-**Clock configuration** 栏配置 USB 时钟为 48Mhz.
![STM32CubeMX USB clock](img/stm32cubemx_clk.png)
- 点击 **Generate code**
- 复制 **SystemClock_Config** 函数内容到 **board.c** 中。
- 实现 ``usb_dc_low_level_init``,并将 ``HAL_PCD_MspInit`` 里面内容复制进来,例如:
```
void usb_dc_low_level_init(void)
{
/* Peripheral clock enable */
__HAL_RCC_USB_CLK_ENABLE();
/* USB interrupt Init */
HAL_NVIC_SetPriority(USB_LP_CAN1_RX0_IRQn, 0, 0);
HAL_NVIC_EnableIRQ(USB_LP_CAN1_RX0_IRQn);
}
```
- 由于协议栈默认使用 `printf``malloc``free`,所以需要开启 libc 支持或者自己实现。
![libc](img/rtt_libc.png)
- 使用 **menuconfig** 配置 **CherryUSB** 软件包,使能 usb device 并勾选需要的 device class。
![usb host](img/rtt_menuconfig1.png)
- 现在我们可以调用 CherryUSB 中的函数来注册描述符、接口、端点中断,并调用 `usb_dc_init`,示例如下:
```
#include <rtthread.h>
#include <rtdevice.h>
#include <board.h>
#include <stdio.h>
extern void usb_dc_init(void);
int main(void)
{
extern void cdc_init(void);
cdc_init();
usb_dc_init();
while (1)
{
uint8_t data_buffer[10] = { 0x31, 0x32, 0x33, 0x34, 0x35, 0x31, 0x32, 0x33, 0x34, 0x35 };
usbd_ep_write(0x81, data_buffer, 10, NULL);
rt_thread_mdelay(500);
}
}
```
- 关于如何注册 class 类可以参考 [stm32 class examples](https://github.com/sakumisu/usb_stack/tree/master/demo/stm32/stm32f103c8t6/example)。
### 使用 USB Host 功能
- 首先,你需要有一个 bsp 工程,之后进入到 `board\CubeMX_Config` 目录下,使用 **STM32CubeMX** 打开后缀名为 `.ioc` 的文件。
- 进入 **Connectivity** 选项,选择 **USB_OTG_FS** 或者 **USB_OTG_HS**,并使能 **host only** 功能,在 **NVIC Setting** 中开启 OTG GLOBAL 中断,其余两个端点中断不需要。
![STM32CubeMX USB setting](img/stm32cubemx2.png)
-**Clock configuration** 栏配置 USB 时钟为 48Mhz.
- 点击 **Generate code**
- 复制 **SystemClock_Config** 函数内容到 **board.c** 中。
- 修改 **usb_hc_synopsys.c** 中 HAL 库头文件包含,例如 `#include "stm32f4xx_hal.h"`
- 手动增加 **xxx_hal_hcd.c****xxx_ll_usb.c** 文件
- 由于协议栈默认使用 `printf``malloc``free`,所以需要开启 libc 支持或者自己实现。
![libc](img/rtt_libc.png)
- 使用 **menuconfig** 配置 **CherryUSB** 软件包,使能 usb host默认加载所有支持的 class
![usb host](img/rtt_menuconfig2.png)
- `main.c` 中调用 `usbh_initialize` 初始化 host 协议栈。
```
#include <rtthread.h>
#include <rtdevice.h>
#include <board.h>
#include "usbh_core.h"
/* defined the LED0 pin: PH10 */
#define LED0_PIN GET_PIN(H, 10)
int main(void)
{
/* set LED0 pin mode to output */
rt_pin_mode(LED0_PIN, PIN_MODE_OUTPUT);
usbh_initialize();
while (1)
{
rt_pin_write(LED0_PIN, PIN_HIGH);
rt_thread_mdelay(500);
rt_pin_write(LED0_PIN, PIN_LOW);
rt_thread_mdelay(500);
}
}
```
### Demo 演示
- cdc acm device demo
![CDC Device Demo](img/rtt_cdc_demo.png)
- host demo
![USB Host Demo1](img/demo1.png)
![USB Host Demo2](img/demo2.png)
![USB Host Demo3](img/demo3.png)
### 视频教程
如果对上述步骤还有问题,可以参考 [协议栈在 RT-Thread 包管理器中的使用](https://www.bilibili.com/video/BV1Ef4y1t73d?p=26)。

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@@ -0,0 +1,62 @@
基于 RT-Thread 软件包开发指南
===============================
本节主要介绍使用 RT-Thread 提供的软件包管理器来配置工程,以 env 作为演示。本节操作不同芯片都一样,后续不再重复讲解。打开 env 以后使用 menuconfig 进入包管理器,并在如图所示路径中选择 CherryUSB。
.. figure:: img/env1.png
从机配置
--------------------------
* 选择 Enable usb device mode 并敲回车进入。
.. figure:: img/env2.png
* 首先第一个配置是配置 USB 的速度,分为 **FS、HIGH_IN_FULL、HS**,。其中, **HIGH_IN_FULL** 表示设备使用支持高速的 USB IP但是工作在全速模式下这里仅使用 **synopsys ip** 时使用。
.. figure:: img/env3.png
* 其次第二个配置则是选择 USB device ip不清楚自己芯片是哪个 ip的可以参考 **port** 目录下对应的 readme。
.. figure:: img/env4.png
* 选择好 USB device ip 以后,还需要选择是哪款芯片,第三个配置则是用来选择芯片,选择以后会帮忙配置相对应的 ip 的一些信息,比如 `USB_BASE``USBD_Handler` 以及特殊的一些配置等等,如果没找到自己的芯片,可以手动在 `usb_dc_xxx.c` 中修改。
.. figure:: img/env5.png
* 接下来是 class 的选择,用哪个 class 勾选哪个就可以了,使能 class 以后,双击进入可以选择一个 demo 的模板参与编译,当然也可以不选,自己写。
.. figure:: img/env6.png
* 最后退出保存即可。
* 退出以后不急着编译,需要在代码中实现 `usb_dc_low_level_init` 函数。最后使用芯片能够接受的编译方式进行编译。
主机配置
--------------------------
* 选择 Enable usb host mode 并敲回车进入。
.. figure:: img/env7.png
* 和 device 配置一样,需要选择对应的 host ip以及使用对应 ip 的芯片,如果没找到自己的芯片,可以手动在 `usb_hc_xxx.c` 中修改。
* 默认使用除了 hub 之外的所有 class 驱动。
* 设置 psc 线程的线程栈以及线程优先级。
* 最后退出保存即可。
* 退出以后不急着编译,需要在代码中实现 `usb_hc_low_level_init` 函数。最后使用芯片能够接受的编译方式进行编译。
借助 STM32CubeMX 生成 USB 初始化
----------------------------------
使用 STM32CubeMX 主要是用来生成 usb 时钟、引脚、中断的配置。我们需要点击如图所示文件,并配置好 USB 的时钟、中断,点击 `Generate Code`。生成的时钟配置在 `main.c` 中的 `SystemClock_Config` 文件,将其拷贝到 `board.c` 中。
.. figure:: img/stm32cubemx0.png
.. figure:: img/stm32cubemx1.png
.. figure:: img/stm32cubemx2.png
.. figure:: img/stm32cubemx_clk.png
然后将 `stm32xxxx_hal_msp.c` 中的 `HAL_PCD_MspInit` 或者是 `HAL_HCD_MspInit` 中的内容复制到 `usb_dc_low_level_init``usb_hc_low_level_init` 函数中,举例如下:
.. figure:: img/stm32_init.png