分享

SD卡操作

 笔录收藏 2013-04-03
我的内核是linux 2.6.28,已经带有了sd mmc卡驱动了只要在menuconfig里面把相应选项选上即可,
编译出来了之后,我插上了我的一个512mb的卡,在启动信息了打印如下:

s3c2440-sdi s3c2440-sdi: powered down.
mmc0: error -110 whilst initialising SD card
s3c2440-sdi s3c2440-sdi: powered down.
注意红色部分,进入了之后/dev/devices 里面看不到没有相应的驱动。驱动工作不正常!
但是插上了一个32mb的卡后,就能够正常识别。
在网上查到如下信息:
mmc0: error -110 whilst initialising SD card
應該是卡在 linux/driver/mmc/core/sd.c 的
mmc_sd_init_card() --> mmc_send_app_op_cond(host, ocr, NULL)

ocr 是指 card 內部的 Operation Condition Register (OCR) 讀出來的值
發送 CMD41 CMD55 讀取 OCR 的值
問題是出在 OCR[31] 一直是 0 <--- 初始化沒有完成??
結果問題是出在電壓不足,要把 sd power enable
上面这位说的解决方法我也不太清楚,不过他指出的错误地方是正确的,就是在那里出错的。
现在说下这个错误的解决方案:
driver/mmc/core/sd.c 的mmc_sd_init_card()函數中mmc_read_switch前延時10ms

mdelay(10);

err = mmc_read_switch(card);
看到红色语句了么,就这个加上去就可以了啊,哈哈......
加上红色延时语句之后启动信息如下
s3c2440-sdi s3c2440-sdi: running at 196kHz (requested: 195kHz).
s3c2440-sdi s3c2440-sdi: running at 25000kHz (requested: 25000kHz).
s3c2440-sdi s3c2440-sdi: running at 25000kHz (requested: 25000kHz).
mmc0: new SD card at address 95b9
mmcblk0: mmc0:95b9 SD02G 1.83 GiB
mmcblk0: p1

驱动工作完全正常。

进入系统后

mount /dev/mmcblk0p1 /mnt

初始化:
1、初始化读写SD卡的硬件条件(spi接口和其他有用的管腿,如写保护)
2、上电延时过程
3、复位卡CMD0
4、激活卡,内部初始化并获取存储卡的类型
     CMD1,CMD55,ACMD41

5、查询OCR,获取卡供电情况CMD58
6、是否使用CRC    CMD59
7、设置读、写块数据长度,512BCMD16
8、读取CSD获取存储卡的其他参数信息CMD9
9、 8clock后,禁止片选。


读取单块数据
1、主机发送CMD17
2、接收卡响应R1
3、接收读数据起始令牌0xFE
4、接收数据
5、接收2B CRC
6 、8clock后,禁止片选。

写入单块数据
1、主机发送CMD24
2、接收卡响应R1
3、接收读数据起始令牌0xFE
4、接收数据
5、接收2B CRC
6 、8clock后,禁止片选。

 

SD卡调试关键点:


1.      上电时要延时足够长的时间给SD卡一个准备过程,在我的程序里是5秒,根据不同的卡设置不同的延时时间。SD卡初始化第一步在发送CMD命令之前,在片选有效的情况下首先要发送至少74个时钟,否则将有可能出现SD卡不能初始化的问题。


2.      SD卡发送复位命令CMD0后,要发送版本查询命令CMD8,返回状态一般分两种,若返回0x01表示此SD卡接受CMD8,也就是说此SD卡支持版本2;若返回0x05则表示此SD卡支持版本1。因为不同版本的SD卡操作要求有不一样的地方,所以务必查询SD卡的版本号,否则也会出现SD卡无法正常工作的问题。


3.      理论上要求发送CMD58获得SD卡电压参数,但实际过程中由于事先都知道了SD卡的工作电压,因此可省略这一步简化程序。协议书上也建议尽量不要用这个命令。


4.      SD卡读写超时时间要按照协议说明书书上的给定值(读超时:100ms;写超时:250ms),这个值要在程序中准确计算出来,否则将会出现不能正常读写数据的问题。我自己定义了一个计算公式:超时时间=(8/clk)*arg


5.      2GB以内的SD(标准卡)2GB以上的SD(大容量卡)在地址访问形式上不同,这一点尤其要注意,否则将会出现无法读写数据的问题。如标准卡在读写操作时,对读或写命令令牌当中的地址域符初值0x10,表示对第16个字节以后的地址单元进行操作(前提是此SD卡支持偏移读写操作),而对大容量卡读或写命令令牌当中的地址域符初值0x10时,则表示对第16块进行读写操作,而且大容量卡只支持块读写操作,块大小固定为512字节,对其进行字节操作将会出错。


6.      对某一块要进行写操作时最好先执行擦出命令,这样写入的速度就能大大提高。进行擦除操作时不管是标准卡还是大容量卡都按块操作执行,也就是一次擦除至少512字节。


7.      对标准卡进行字节操作时,起始和终止必须在一个物理扇区内,否则将不能进行读写操作。实际操作过程中建议用块操作以提高效率。不管是标准卡还是大容量卡一个读写命令只能对一个块进行操作,不允许跨物理层地址操作。


8.      在写数据块前要先写入若干个dummy data字节,写完一个块数据时,主机要监测MISO数据线,如果从机处于忙状态这根数据线会保持低电平,这样主机就可以根据这根数据线的状态以决定是否发送下一个命令,在从机没有释放MISO数据线之前,主机绝对不能执行其他命令,否则将会导致写入的数据出错,而且从机也不会响应主机的命令。


9.      SPI模式下,CRC校验是被忽略的,但依然要求主从机发送CRC码,只是数值可以是任意值,一般主机的CRC码通常设为0x000xFF


读多块操作和写多块操作的传输停止形式不一样,读多块操作时用用命令CMD12终止传输,而写多块操作时用Stop Tran Token(停止传输令牌,值为0xFD)终止传输。

----------------------------------------------------------------------------------------

1、
初始化步骤:
(1)    
延时至少74clock,等待SD卡内部操作完成,在MMC协议中有明确说明。
(2)CS低电平选中SD卡。
(3)
发送CMD0,需要返回0x01,进入Idle状态
(4)为了区别SD卡是2.0还是1.0,或是MMC卡,这里根据协议向上兼容的原理,首先发送只有SD2.0才有的命令CMD8,如果CMD8返回无错误,则初步判断为2.0卡,进一步发送命令循环发送CMD55+ACMD41,直到返回0x00,确定SD2.0卡初始化成功,进入Ready状态,再发送CMD58命令来判断是HCSD还是SCSD,到此SD2.0卡初始化成功。如果CMD8返回错误则进一步判断为1.0卡还是MMC卡,循环发送CMD55+ACMD41返回无错误,则为SD1.0卡,到此SD1.0卡初始成功,如果在一定的循环次数下,返回为错误,则进一步发送CMD1进行初始化,如果返回无错误,则确定为MMC卡,如果在一定的次数下,返回为错误,则不能识别该卡,初始结束。
(5)CS拉高。
2、
步骤:
(1)    
发送CMD17(单块)或CMD18(多块)读命令,返回0x00
(2)
    
接收数据开始令牌0xfe(或0xfc+正式数据512Bytes + CRC校验2Bytes
默认正式传输的数据长度是512Bytes,可用CMD16设置块长度。
3、
步骤:
(1)    
发送CMD24(单块)或CMD25(多块)写命令,返回0x00
(2)
    
发送数据开始令牌0xfe(或0xfc+正式数据512Bytes + CRC校验2Bytes
4、

擦除步骤:
(1)    
发送CMD32,跟一个参数来指定首个要擦除的起始地址(SD手册上说是块号)
(2)    
发送CMD33,,指定最后的地址
(3)    
发送CMD38,擦除指定区间的内容
3步顺序不能颠倒。
最后说一下我的一点体会:SD卡就是一个存储器,只不过用命令的方式来进行操作,我们只要掌握了各条命令及操作方式,就可以灵活的操作SD卡了,另外我所了解的IC卡也是类似的原理,还有就是建议开始看MMC的协议,简单明了易懂些,有了对MMC卡的一些了解后看SD卡协议就容易多了。

 

(1)图中的Y轴坐标表示SD卡支持的电压,一般都是2.7-3.6v之间。X轴为时间坐标。
(2)power up time阶段:

    这段时间为插上SD卡,到sd卡的的供电电压达到最低要求电压的这段时间。这个时候sd clock还没正常提供,处于禁止状态,Linux在这段时间内delay 10ms。

(3)supply ramp up time阶段:

  (2)(3)阶段时间段,对应Linux mmc子系统的codes为:


/*

* Apply power to the MMC stack.  This is a two-stage process.

* First, we enable power to the card without the clock running.

* We then wait a bit for the power to stabilise.  Finally,

* enable the bus drivers and clock to the card.

*

* We must _NOT_ enable the clock prior to power stablising.

*

* If a host does all the power sequencing itself, ignore the

* initial MMC_POWER_UP stage.

*/

static void mmc_power_up(struct mmc_host *host)

{

int bit;

/* If ocr is set, we use it */

if (host->ocr)

  bit = ffs(host->ocr) - 1;

else

  bit = fls(host->ocr_avail) - 1;

host->ios.vdd = bit;

if (mmc_host_is_spi(host)) {

  host->ios.chip_select = MMC_CS_HIGH;

  host->ios.bus_mode = MMC_BUSMODE_PUSHPULL;

} else {

  host->ios.chip_select = MMC_CS_DONTCARE;

  host->ios.bus_mode = MMC_BUSMODE_OPENDRAIN;

}

host->ios.power_mode = MMC_POWER_UP;

host->ios.bus_width = MMC_BUS_WIDTH_1;

host->ios.timing = MMC_TIMING_LEGACY;

mmc_set_ios(host);//这段code被调用之前,为状态(2)power up time时间段,这段时间内host->ios.clock被设置为0.

/*

  * This delay should be sufficient to allow the power supply

  * to reach the minimum voltage.

  */

mmc_delay(10);

host->ios.clock = host->f_init;

host->ios.power_mode = MMC_POWER_ON;

mmc_set_ios(host);//这段code之前属于supply ramp up time阶段,这段时间内host->ios.clock被设置为最小值,我们在驱动中会设置这个值,这个值应该小于等于400KHZ.

/*

  * This delay must be at least 74 clock sizes, or 1 ms, or the

  * time required to reach a stable voltage.

  */

mmc_delay(10);//这个延时是等sd host给出74个clocks。74个clocks期间CMD线拉高,这个时候不能发送任何命令给SD卡。这个延时过后,系统就可以发送命令给sd card了。

}

(4)CMD0阶段

对应linux驱动中的code为:


int mmc_go_idle(struct mmc_host *host)

{

int err;

struct mmc_command cmd;

/*

 * Non-SPI hosts need to prevent chipselect going active during

 * GO_IDLE; that would put chips into SPI mode.  Remind them of

 * that in case of hardware that won't pull up DAT3/nCS otherwise.

 *

 * SPI hosts ignore ios.chip_select; it's managed according to

 * rules that must accomodate non-MMC slaves which this layer

 * won't even know about.

 */

#if 0

if (!mmc_host_is_spi(host)) {

  mmc_set_chip_select(host, MMC_CS_HIGH);

  mmc_delay(1);

}

#endif

memset(&cmd, 0, sizeof(struct mmc_command));

cmd.opcode = MMC_GO_IDLE_STATE;

cmd.arg = 0;

cmd.flags = MMC_RSP_SPI_R1 | MMC_RSP_NONE | MMC_CMD_BC;

err = mmc_wait_for_cmd(host, &cmd, 0);

mmc_delay(1);

if (!mmc_host_is_spi(host)) {

  mmc_set_chip_select(host, MMC_CS_DONTCARE);

  mmc_delay(1);

}

host->use_spi_crc = 0;

return err;

}

这段时间sd进入idle状态。

(5)CMD8阶段

sd host发送cmd8来check sd host端支持的电压 host->ocr_avail是否被sd卡支持,如果sd支持的话那么在cmd8的response中会返回这些支持的值,并且返回写入cmd8命令中的test_pattern值。否则就表示不支持sd host的电压范围。对应的linux mmc驱动代码为:


int mmc_send_if_cond(struct mmc_host *host, u32 ocr)

{

struct mmc_command cmd;

int err;

static const u8 test_pattern = 0xAA;

u8 result_pattern;

/*

  * To support SD 2.0 cards, we must always invoke SD_SEND_IF_COND

  * before SD_APP_OP_COND. This command will harmlessly fail for

  * SD 1.0 cards.

  */

cmd.opcode = SD_SEND_IF_COND;

cmd.arg = ((ocr & 0xFF8000) != 0) << 8 | test_pattern;

cmd.flags = MMC_RSP_SPI_R7 | MMC_RSP_R7 | MMC_CMD_BCR;

err = mmc_wait_for_cmd(host, &cmd, 0);

if (err)

  return err;

if (mmc_host_is_spi(host))

  result_pattern = cmd.resp[1] & 0xFF;

else

  result_pattern = cmd.resp[0] & 0xFF;

if (result_pattern != test_pattern)

  return -EIO;

return 0;

}

 

(6) ACMD41阶段

(1)这个阶段设置ACMD41的参数OCR=0,为了去获得SD卡自身支持的电压范围值。然后与 host->ocr_avail,SD host所能支持的电压范围取交集,如果交集为空,则返回匹配失败。


int mmc_send_app_op_cond(struct mmc_host *host, u32 ocr, u32 *rocr)

{

struct mmc_command cmd;

int i, err = 0;

BUG_ON(!host);

memset(&cmd, 0, sizeof(struct mmc_command));

cmd.opcode = SD_APP_OP_COND;

if (mmc_host_is_spi(host))

 cmd.arg = ocr & (1 << 30); /* SPI only defines one bit */

else

  cmd.arg = ocr;

cmd.flags = MMC_RSP_SPI_R1 | MMC_RSP_R3 | MMC_CMD_BCR;

for (i = 100; i; i--) {

  err = mmc_wait_for_app_cmd(host, NULL, &cmd, MMC_CMD_RETRIES);

  if (err)

   break;

  /* if we're just probing, do a single pass */

  if (ocr == 0)

   break;

  /* otherwise wait until reset completes */

  if (mmc_host_is_spi(host)) {

   if (!(cmd.resp[0] & R1_SPI_IDLE))

    break;

  } else {

   if (cmd.resp[0] & MMC_CARD_BUSY)

    break;

  }

  err = -ETIMEDOUT;

  mmc_delay(10);

}

if (rocr && !mmc_host_is_spi(host))

  *rocr = cmd.resp[0];

return err;

}

(7) CMD2阶段

通过这个命令或者所有SD卡的 Menufacory id ,Product id等卡的信息。


int mmc_all_send_cid(struct mmc_host *host, u32 *cid)

{

int err;

struct mmc_command cmd;

BUG_ON(!host);

BUG_ON(!cid);

memset(&cmd, 0, sizeof(struct mmc_command));

cmd.opcode = MMC_ALL_SEND_CID;

cmd.arg = 0;

cmd.flags = MMC_RSP_R2 | MMC_CMD_BCR;

err = mmc_wait_for_cmd(host, &cmd, MMC_CMD_RETRIES);

if (err)

 return err;

memcpy(cid, cmd.resp, sizeof(u32) * 4);

return 0;

}

(8)CMD3取得卡的相对地址,进入数据传输模式,点对点的传输。


int mmc_send_relative_addr(struct mmc_host *host, unsigned int *rca)

{

int err;

struct mmc_command cmd;

BUG_ON(!host);

BUG_ON(!rca);

memset(&cmd, 0, sizeof(struct mmc_command));

cmd.opcode = SD_SEND_RELATIVE_ADDR;

cmd.arg = 0;

cmd.flags = MMC_RSP_R6 | MMC_CMD_BCR;

err = mmc_wait_for_cmd(host, &cmd, MMC_CMD_RETRIES);

if (err)

  return err;

*rca = cmd.resp[0] >> 16;

return 0;

}

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多