SDIO driver学习

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分两步学习

1.协议

2.驱动



协议:

1、SDIO接口

  SDIO故名思义,就是SD 的 I/O 接口(interface)的意思,不过这样解释可能还有点抽像。更具体的说明,SD 本来是记忆卡的标准,但是现在也可以把 SD 拿来插上一些外围接口使用,这样的技术便是 SDIO。

所以 SDIO 本身是一种相当单纯的技术,透过 SD 的 I/O 接脚来连接外部外围,并且透过 SD 上的 I/O 数据接位与这些外围传输数据,而且 SD 协会会员也推出很完整的 SDIO stack 驱动程序,使得 SDIO 外围(我们称为SDIO 卡)的开发与应用变得相当热门。

       现在已经有非常多的手机或是手持装置都支持 SDIO 的功能(SD 标准原本就是针对 mobile device 而制定),而且许多 SDIO 外围也都被开发出来,让手机外接外围更加容易,并且开发上更有弹性(不需要内建外围)。目前常见的 SDIO 外围(SDIO 卡)有:

· Wi-Fi card(无线网络卡) 

· CMOS sensor card(照相模块) 

· GPS card 

· GSM/GPRS modem card 

· Bluetooth card 

        SDIO 的应用将是未来嵌入式系统最重要的接口技术之一,并且也会取代目前 GPIO 式的 SPI 接口。

2、SDIO总线

SDIO总线 和 USB总线 类似,SDIO也有两端,其中一端是HOST端,另一端是device端。所有的通信都是由HOST端 发送 命令 开始的,Device端只要能解析命令,就可以相互通信

CLK信号:HOST给DEVICE的 时钟信号,每个时钟周期传输一个命令。

CMD信号:双向 的信号,用于传送 命令 和 反应。

DAT0-DAT3 信号:四条用于传送的数据线。

VDD信号:电源信号。

VSS1,VSS2:电源地信号。

3、SDIO热插拔原理

方法:设置一个定时器检查插拔中断检测

硬件:假如GPG10(EINT18)用于SD卡检测

GPG10 为高电平 即没有插入SD卡

GPG10为低电平  即插入了SD卡

4、SDIO命令

      SDIO总线上都是HOST端发起请求,然后DEVICE端回应请求。sdio命令由6个字节组成。

a -- Command:用于开始传输的命令,是由HOST端发往DEVICE端的。其中命令是通过CMD信号线传送的。

b -- Response:回应是DEVICE返回的HOST的命令,作为Command的回应。也是通过CMD线传送的。

c -- Data:数据是双向的传送的。可以设置为1线模式,也可以设置为4线模式。数据是通过DAT0-DAT3信号线传输的。

      SDIO的每次操作都是由HOST在CMD线上发起一个CMD,对于有的CMD,DEVICE需要返回Response,有的则不需要。

     对于读命令,首先HOST会向DEVICE发送命令,紧接着DEVICE会返回一个握手信号,此时,当HOST收到回应的握手信号后,会将数据放在4位的数据线上,在传送数据的同时会跟随着CRC校验码。当整个读传送完毕后,HOST会再次发送一个命令,通知DEVICE操作完毕,DEVICE同时会返回一个响应。

    对于写命令,首先HOST会向DEVICE发送命令,紧接着DEVICE会返回一个握手信号,此时,当HOST收到回应的握手信号后,会将数据放在4位的数据线上,在传送数据的同时会跟随着CRC校验码。当整个写传送完毕后,HOST会再次发送一个命令,通知DEVICE操作完毕,DEVICE同时会返回一个响应。


卡识别阶段

数据传输阶段

在卡识别阶段通过命令使MMC/SD处于:空闲(idle)、准备(ready)、识别(ident)、等待(stby)、不活动(ina)几种不同的状态;

    而在数据传输阶段通过命令使MMC/SD处于:发送(data)、传输(tran)、接收(rcv)、程序(prg)、断开连接(dis)几种不同的状态。



驱动:

card

core

host


 MMC/SD设备驱动在Linux中的结构层次  

 在Linux中MMC/SD卡的记忆体都当作块设备。MMC/SD设备驱动代码在linux-2.6.38.2\drivers\mmc  分别有card、core和host三个文件夹,    

card层    要把操作的数据以块设备的处理方式写到记忆体上或从记忆体上读取;

core层  则是将数据以何种格式,何种方式在 MMC/SD主机控制器与MMC/SD卡的记 忆体(即块设备)之间进行传递,这种格式、方式被称之为规范或协议,

host层   下的代码就是你要动手实现的具体MMC/SD设备驱动了,包括RAM芯片中的 SDI控制器(支持对MMC/SD卡的控制,俗称MMC/SD主机控制器)和SDI控制器与MMC/SD卡的硬件接口电路。

那么,card、core和host这三层的关系,我们用一幅图来进行描述,图如下:

SDIO driver学习_第1张图片

从这幅图中的关系可以看出,整个MMC/SD模块中最重要的部分是Core核心层,他提供了一系列的接口函数,对上提供了将主机驱动注册到系统,给应用程序提供设备访问接口,对下提供了对主机控制器控制的方法及块设备请求的支持。对于主机控制器的操作就是对相关寄存器进行读写,而对于MMC/SD设备的请求处理则比较复杂。


1.host

控制器驱动

platform driver

probe中 分配mmc ,填充 host,用于向上提供操作接口

2.core

Linux在内核源码的drivers/mmc/core文件夹下为我们的提供了一系列SD卡的接口服务函数。可以查看Makefile如下

可见,core文件夹下有针对总线的服务bus.c,针对主控制器的服务host.c,针对SD卡的服务sd.c, sd_ops.c等等。

其中,最为核心的一个函数便是之前提到的位于core.c的mmc_rescan,概括来讲,主要完成两项任务,即

扫描SD总线,插入SD卡

扫描SD总线,拔出SD卡


3.card

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