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BSP调试#07：Micro SD卡（全志T527）

调试前

（1）了解 MMC 子系统

Linux 提供了 MMC 子系统来实现对各种 SD/MMC/EMMC/SDIO 设备访问， MMC 子系统由上到下可以分为 ： 用户空间、块设备层 、MMC 核心层 (Core)、主机控制器驱动层 (Host)、硬件层，系统框图如下：

（2）搞清楚 TF 、Micro SD 以及 SD 卡

所以是， TF 卡 == Micro SD卡 （只不过现在很多工程师口头习惯叫 “TF卡”） ，而 SD 卡是 更大的、标准尺寸的卡。Micro SD 卡可以通过卡套转换成 SD 卡。

Micro SD 卡

Micro SD 卡（即TF卡）与 SD 卡

Micro SD 卡（即TF卡）转 SD 卡

（3）了解 Micro SD 的两种模式

Micro SD 卡支持两种可选的通信协议： SDIO 和 SPI总线模式 ，主机系统可以选择任一模式。

SDIO 模式 支持 4 位高性能数据传输。Micro SD 卡工作在SDIO 模式下一共有6根信号线（CLK、CMD、DAT0-DAT3），总线宽度4bit，SDIO 总线允许动态配置从1到4双向数据信号的数据线数量。

为了兼容性，刚接通电源时，默认情况下 Micro SD 卡仅使用 DAT0 进行基本的通信（比如确认 Micro SD ID、设置工作模式）。完成初始化后，主控可以修改总线宽度与 Micro SD 卡进行数据传输。

SPI 模式 为 SPI 信道实现轻松、通用的接口。SPI 模式下一共有 4 根信号线（CLK、CS、 MOSI、MISO ），串行通信，半双工。 SPI模式牺牲了性能，换来了极大的通用性和简易性。它是一种“兼容模式”或“备选方案”。

如何选择模式？ 主机系统可以根据自身的能力（是否有SDIO控制器）和性能需求，来选择使用哪一种模式与之通信。 上电后，主机通过拉低 CS 信号线来强制Micro SD卡进入SPI模式，否则Micro SD卡就默认进入SDIO模式。

（4）Micro SD 卡引脚定义

硬件设计

SOC 内部集成了 SDMMC 控制器，因此在设计 Micro SD卡电路时，只需将这些接口相应地接到Micro SD卡座即可。

需要注意的是，不同主控对电路设计可能有所差异，具体自行阅读 soc 原厂数据手册。但其接口定义以及通信原理都是一致的、标准的。

电路原理：

DET： 主控通过检测 SDC0_DET 引脚的电平状态来判断是否有 Micro SD 卡插入。Micro SD 卡插入时，SDC0_DET 引脚的弹片与外壳接触，使 C/D 引脚接地为低电平，系统判断有 Micro SD 卡插入，反之为 Micro SD 卡拔出。

DAT[3:0]: 4bit数据总线，数据可以与主机进行双向通信；

CLK: 时钟信号，每个时钟周期传输一条指令或数据，频率可在0~25MHz之间任意频点工作；

CMD: 指令信号或指令应答信号，命令是由控制器发给Micro SD 卡，可以是从控制器到单个Micro SD 卡，也可以是到 Micro SD 总线上所有卡；响应是存储卡对控制器发送的命令应答，应答可以来自单卡或所有卡。

软件配置

sys_config.fex

参数解析： card_ctrl：0选择卡量产相关的控制器 card_high_speed：速度模式 0 为低速，1 为高速 card_line：代表卡总线宽度，分别有 1,4,8 sdc_d1：sdc data1 的 GPIO 配置 sdc_d0：sdc data0 的 GPIO 配置 sdc_clk：sdc clk 的 GPIO 配置 sdc_cmd：sdc cmd 的 GPIO 配置 sdc_d3：sdc data3 的 GPIO 配置 sdc_d2：sdc data2 的 GPIO 配置

dts

参数解析： bus-width：线宽 cd-gpios：卡检测的 GPIO 配置 cd-used-24M：使用 24M 时钟检测插拔卡中断 non-removable：不可移除 broken-cd：sd 卡检测方式：轮询 cd-inverted：卡检测的高电平有效还是低电平有效 data3-detect：data3 线检测卡 cap-sd-highspeed：SD 卡的 High speed sd-uhs-sdr50：SD 卡的 uhs-sdr50 sd-uhs-ddr50：SD 卡的 uhs-ddr50 sd-uhs-sdr104：SD 卡的 uhs-sdr104 no-sdio：无 sdio no-mmc：无 mmc sunxi-power-save-mode：发送数据或者命令才有时钟输出 sunxi-dis-signal-vol-sw：关闭电压切换 max-frequency：最大频率 ctl-spec-caps：控制 spec 能力 vmmc-supply：供电电压、工作电压，需要根据实际 pmu 供电方案修改 vqmmc33sw-supply：3.3V 的 IO 电压，需要根据实际 pmu 供电方案修改 vdmmc33sw-supply：3.3V 的卡检测电压，需要根据实际 pmu 供电方案修改 vqmmc18sw-supply：1.8V 的 IO 电压，需要根据实际 pmu 供电方案修改 vdmmc18sw-supply：1.8V 的卡检测电压，需要根据实际 pmu 供电方案修改

内核配置

进入 menuconfig 后，选中 “Allwinner SD/MMC Host Controller Support” 即可使能全志平台 MMC 驱动。

调试过程

拔插Micro SD 卡可查看 log 判断读卡初始化是否正常，并通过 fdisk -l 或 df -h 确认卡是否识别成功。

如果以上都正常，直接进行性能测试。如无法识别Micro SD卡，先排查硬件。因为驱动都是芯片原厂经过验证的，出现问题的概率极低。

功能验证

写入测试

dd if=/dev/zero of=/run/media/mmcblk1p1/test bs=1M count=500 conv=fsync

读取测试

dd if=/run/media/mmcblk1p1/test of=/dev/null bs=1M

调试总结

SoC 的 MMC 接口，其实是个标准件。SoC 原厂提供好驱动、电路设计等，用户直接套用以及配置下引脚接口，对于下游的BSP工程师来说没多少可操作空间，有问题就排查硬件。

调试思路： 参考公版提供的原理图进行设计，硬件重点确认供电以及连接情况；设计完进行软件配置，软件调试重点看SDC0_DET 引脚，拔插 Micro SD 卡根据 log 进行问题分析定位。