【篇八】SD卡启动

本章总结点如下

1. 外存归类
2. 扇区和块的概念
3. SD卡结构
4. SD卡启动

外存归类

外存特点：用来存储东西，掉电不丢失，不能随机地址访问，只能已块为单位来访问

五类外部存储器
    一类：软盘，硬盘，光盘，CD，磁带
        特点：已经或者即将淘汰,磁学原理存储，比较老久，读写速度慢，可靠性差，有点是技术成熟，便宜

    二类：纯粹的Flash：NandFlash,NorFlash ：
        特点：出现早，内部构成比较简单，最原始的Flash颗粒组成芯片，芯片中只有对存储单元做了最基本的读写接口，需要外部的SoC来提供Flash的
            读写控制器来操作Flash读写时序， 
        缺陷：1：读写接口时序复杂， 2：内部没有坏块处理机制，需要SoC管理来管理Flash的坏块，3：个产商Flash接口不一致，造成产品设计麻烦
        其他：NorFlash   容量小，价格高,总线式访问，接到SROM bank,优点是可以直接总线式访问，一般用来启动，如台式机，笔记本BIOS启动
             NandFlash分为MLC和SLC两种：SLC技术比较早，可靠性高，价格贵，容量小，MCL技术新，不成熟，可靠性差，但容量可以很大，现在都在发展MLC

    三类：SD卡，MMC卡，MicroSD,TF卡
        > 内部也是Flash芯片颗粒，比直接的Nand芯片多了统一的外部封装和接口
        > 都有统一的编标准和规范，如速度，读写接口时序，读写命令集，卡大小尺寸，引脚个数即定义
        > MMC比SD标准早，SD卡兼容MMC标准，所以MMC卡可以被SD读卡器识别，而MMC读卡器不能
        > SD卡，MMC卡有统一的标准，二Nand芯片没有，SD卡有一个写保护开关
        > TF卡统一通过卡套转为SD卡使用

    四类：iNand,MoviNand,eSSD
        > 现在发展方向，代替上面几类没有通过卡实现，电子产品直接内置大容量Flash芯片 
        > 从芯片-> 卡 —> iNand， 本质没有变化，还是NandFlash，内部由Nand存储颗粒构成，再集成了块设备管理单元，综合了sd
          卡为代表的各种卡的优势,
        > 优·势
          1： 综合了SD卡优势，有统一的接口规范
          2： 综合了Nand优势，已芯片的方式发布
          3： 内置了Flash的管理模块，如坏块管理，让Nand管理起来容易

    五类：SSD(固态硬盘)
        > 同eSSD，不同点eSSD是芯片形式，直接嵌入在开发板

        总结：现在存储的发展方向是Flash存储，一种闪存技术，就是利用电学原理来存储0和1，从而制成存储设备，闪存设备没有物理运动，（硬盘中的磁头），所以
        读写速度快，且无物理消耗，

扇区和块的概念

    早起的块设备是软盘硬盘这类磁存储设备，这种设备不是已字节为单位，而是已扇区为单位，由于硬件本身物理原因，磁存储的最小的读取或写入单位是扇区
    一个扇区有512个字节（后来发展为1024，2048等，后面发展来的都是兼容512字节扇区这种操作方法）
    一个扇区可以看做一个块，一个快是由多个字节组成的一个共同的操作单元，这类设备叫做块设备如（磁存储设备，硬盘，软盘，DVD和Flash）
    linux里的mtd驱动，用来管理这类块设备

SD卡结构

    》构成：由9根针脚与外界进行物理连接，这9个脚中有2个地，1个电源，6个信号线
    》SRAM/DDR/SROM是SoC直接总线式地址访问，而SD卡不同，需要按照一定的接口协议（时序）来访问
    》SD卡只有一种物理接口，但支持两种接口协议：SD协议和SPI协议， SPI协议特点（低速，接口操作时序简单，适合单片机），比SD协议来说速度低,
    》SD协议：高速，接口时序复杂，适合有SD1IO接口的SoC,要求SoC中有SD控制器
    》 SD卡管理模块通过9针引脚已SD协议/SPi协议与Soc通信，如发送命令，时钟，数据等信息，工作的每一个任务（比如初始化SD卡，读一个快，写，擦除）都需要一
      定的时序来完成，如图

SD卡启动

    》刷卡烧录优势：不需要借助专业工具(类似Jlink)，就可以对SD卡进行刷机，然后插入卡槽，启动SoC，比如可以用SD卡进行量产刷机
    》启动难点和SRAM，DDR比较：
        1：SRAM、DDR都是总线式访问的，SRAM不需要初始化即可以使用,DDR需要初始化后才能使用
        2：SRAM、DRAM可以直接和CPU通信，而SD卡需要时序访问，不能直接和CPU通信
        3：早起通过NorFlash作为电脑的Bios启动，后来三星在2440中使用了SteppingStone的技术，让NandFlash也可以作为启动介质，SteepingStone(基石)技术就是在Soc内置4KB的SRAM，然后开机时SoC根据OMPin判断用户启动方式，如果是NandFLash，则SoC启动部分的硬件直接从外部的NandFlash中读取开头的4KB到内部的SRAM作为启动内容
        4：启动基石技术进一步发展，在6410芯片中得到完善，在210芯片已经完全成熟，210中有96KB的SRAM，并且有一段iROM代码作为BL0，BL0再去启动BL1，
    》210的启动过程如图：
        1：首先执行内部的IROM(也就是BL0）,BL0会判断OMPin来决定从哪个设备启动，如果启动设备是SD卡，则BL0会从SD卡读取前16KB（16非确定值），到SRAM中去启动，
           三星在iRoM中事先内置了一些代码去初始化外部的SD卡/NandFlash,并且内置了读取各种设备的函数，如block device copy function 函数将sd卡代码读取到bl0,BL1的
        2：BL1执行之后的软件事情，Soc就不用再管了
    》两次读取SD卡过程
        1：首先将代码分为两部分，第一部分BL1小于等于16KB，第二部分大小任意，iRom代码执行完成后从SD卡启动会自动读取BL1到SRAM中执行，BL1负责初始化DDR，然后手动
            将BL2从SD卡copy到DDR的正确位置，然后BL1远跳转到BL2中执行BL2，完成启动程序