基于ReWorks平台的SD卡驱动程序设计

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  • 摘要:SD卡作为一种大容量、高性能的固体存储设备广泛应用于各类嵌入式系统。目前基于嵌入式ReWorks系统的SD卡驱动研究还比较少。为实现SD卡在ReWorks平台上的数据存取,本文以S3C2440为处理器研究了基于SD总线模式的SD卡初始化过程和读/写过程,并根据ReWorks系统关键数据结构和建立块设备的工作流程,在ReWorks系统平台上实现了的SD模式下的SD卡驱动程序。该驱动程序的结构及实现细节时ReWor-ks平台的块设备驱动开发以及其他系统平台的SD卡驱动开发均有一定的借鉴意义。
    关键词:驱动程序;ReWorks;SD卡;嵌入式系统

    0 引言
        SD卡(Secure Digital Memory Card)是由日本松下、东芝及美国SanDisk公司于1999年8月在MMC卡(Multi Media Card)基础上共同研制而成的具有大容量、高性能、安全性好等特点的多功能存储卡。由于SD卡通过9针的硬件接口与专门的驱动器接口相连接,不需要外接电源维持记忆信息,而且作为一体化固体介质,没有任何移动部件,所以不用担心机械移动带来的损坏。由于SD卡读/写速度快、移动灵活性好、安全性强,加之体积很小,SD卡被广泛使用于嵌入式便携移动装置上作为嵌入式系统的数据存储设备,如:数码相机、PDA和多媒体播放器等。SD卡用于ReWorks嵌入式系统,必须要开发相应的驱动程序。

    1 SD卡操作流程
        SD卡具备SPI和SD两种总线模式,这两种模式下的卡的初始化过程和读/写过程各有特点,具体驱动程序的实现细节不同。SD卡有SD和SPI两种通信模式,前者可获得比后者更高的通信速率。在SD模式下的总线协议类似于问答方式,先由主机向卡发送CMD指令接着被寻址的卡做出响应,根据接收的主机指令的不同,响应帧内容和长度也不同,具体有4种R1,R2,R3和R6,其中R1,R3,R6总长为48位,R2总长为136位,响应帧格式如图1所示。帧传输总是以高位开始,低位结束。本文采用SD总线模式对SD卡进行操作。

    a.JPG

    1.1 SD卡初始化过程
        在对SD卡进行读/写操作前必须对卡进行初始化,在卡的初始化过程中所有的主机与卡的通信都只走命令接口。在识别模式下主机对卡进行软复位,由卡发布RCA(Relative Card Address)地址,主机对其确认,此后主机用RCA地址对相应的卡进行操作。上电复位或者发送CMD0可使SD卡进入空闲模式(IdleState),总线激活后,在SD模式下应该用CMD55(APP_CMD)命令(其中RCA=0x0000)对卡进行操作,以使卡将下一指令解释为应用指令即ACMD,再用ACMD41(SD_SEND_OP_COND)对卡进行操作,卡对该指令的响应将记录在操作条件寄存器中,同时不兼容韵卡将进入非活动状态(Inactive State),此后主机发出CMD2(ALL_SEND_CID)指令,获取卡的识别编码,获取识别码后,主机将发出CMD3(SEND_RE-LATIVE_ADDR)指令获取RCA地址。以上为SD卡初始化的基本流程,此后主机将用RCA地址对卡进行读/写操作,SD卡在SD模式下的初始化的详细状态转换图如图2所示。

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