SDIO 驱动框架

最新推荐文章于 2025-04-22 22:11:00 发布

pingfengluo

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分类专栏： Kernel

本文链接：https://blog.csdn.net/luopingfeng/article/details/23027369

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这篇博客深入分析了Linux下的SD/MMC/SDIO驱动框架，从硬件知识、内核驱动结构、数据结构和注册流程等方面进行讲解。内容涵盖SD、MMC和SDIO的区别，驱动的三层架构，以及SD总线协议和初始化流程。博客还探讨了SD卡的命令格式、初始化步骤和常见操作，如读写、擦除等，并提供了实际操作示例。最后，博主分享了在驱动开发中遇到的问题和解决方法，以及如何注册SDIO设备到内核。

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一、硬件知识

MMC：muti media card多媒体卡。4位或者8位带宽，52MHZ频率，从而支持50MB/s的传输速度。

SD：secure digital memery card 。在mmc的基础上发展而来，强调数据保全，可设置所存储数据权限，从而防止他人复制。

SDIO：在sd的基础上，定义了一种外设接口，增加低速标准。

二、内核MMC、SD驱动框架

driver/mmc目录下有三个子目录：card 、core、host，分别表示区块层、核心层、主机控制层。

区块层：

向文件系统、用户空间文件操作的接口，主要文件是card目录下的block.c,queue.c向它提供几个函数操作队列。

区块层的调用core目录下的core.c、sysfs.c提供的接口来识别存储卡的分区、读写存储卡等功能。

核心层：

核心层代码在core目录下，它封装了mmc/sd命令，实现mmc/sd协议，它调用主机控制器层的接口完成存储卡的识别、设置、读写等。

core.c文件由sd.c和mmc.c两个文件来支撑，core.c把mmc和sd卡的共性抽象出来，它们的差别由mmc.c、mmc_ops.c和sd.c、sd_ops.c区分。

sysfs.c是mmc、sd卡驱动程序的sysfs文件系统的实现。

主机控制层：

这层是架构相关的，它接受并处理核心层发送的mmc、sd命令，里面针对各款CPU提供一个文件。首先进行一些底层设置，比如设置sdio控制器

使用到的gpio管脚，使能控制器，注册中断处理函数，然后向核心层添加增加一个主机。这样，核心层就可以使用控制器层提供的接口来识别和

使用具体的sdio设备了。

三、重要的数据结构和注册流程

sdhci_host->mmc_host来描述主机控制器。作为一般规则，在模块的probe探测函数中（host/s3cmci.c的xxx_probe函数），调用mmc_alloc_host

分配一个mmc_host，初始化后，调用mmc_add_host将主机控制器的描述结构添加到内核，从而核心层可以使用主机控制器来控制和读写sdio设备。

Linux SD/MMC/SDIO驱动分析

一、SD/MMC/SDIO概念区分

SD（SecureDigital）与 MMC（MultimediaCard）

SD 是一种 flash memory card 的标准，也就是一般常见的 SD 记忆卡，而 MMC 则是较早的一种记忆卡标准，目前已经被 SD 标准所取代。在维基百科上有相当详细的 SD/MMC 规格说明：[http://zh.wikipedia.org/wiki/Secure_Digital]。

SDIO（SecureDigital I/O）

SDIO 是目前我们比较关心的技术，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

　　· Radio/TV card（很好玩）

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。

SD/SDIO 的传输模式

SD 传输模式有以下 3 种：

　　· SPI mode（required）

　　· 1-bit mode

　　· 4-bit mode

SDIO 同样也支持以上 3 种传输模式。依据 SD 标准，所有的 SD（记忆卡）与 SDIO（外围）都必须支持 SPI mode，因此 SPI mode 是「required」。此外，早期的 MMC 卡（使用 SPI 传输）也能接到 SD 插糟（SD slot），并且使用 SPI mode 或 1-bit mode 来读取。

Secure digital I/Ocard，pin out