MMCSD卡驱动程序设计40通信10123赵翔41.docx

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MMCSD卡驱动程序设计40通信10123赵翔41

ARM嵌入式系统课程设计

--MMC/SD卡驱动程序设计

班级：

通信1001

学号：

3100601023

姓名：

赵翔

指导老师：

曹清华

课程设计时间：

2013.6.24---2012.6.30

江苏大学

第一章引言

1.1课程设计目地1

第二章课程设计平台构建与流程2

2.1嵌入式系统开发平台构建2

2.2课程设计流程2

2.3课程设计硬件结构与工作原理2

第三章Bootloader移植与下载4

3.1源代码安装4

3.2源代码分析移植与编译4

3.3下载4

第四章Linux内核移植与下载6

4.1Linux内核源代码安装6

4.2Linux内核源代码分析与移植6

4.3Linux内核编译与下载6

第五章课程设计功能模块驱动程序设计15

5.1MMC/SD卡模块注册初始化：

15

5.2设备文件操作接口定义15

5.3MMC接口初始化16

5.4GPIO初始化函数16

5.5SD移除操作函数17

5.6读数据块操作18

5.7写数据块操作19

第六章根文件系统建立与文件系统下载20

6.1根文件系统分析20

6.2文件系统映像文件生成21

6.3文件系统下载22

6.4功能模块运行与调试23

第七章完成课堂上布置地三个思考题26

第八章课程设计总结与体会28

8.1课程设计中遇到地问题以及解决方法28

8.2总结和体会28

第一章引言

1.1课程设计目地

1）了解PXA27X微处理器GPIO地功能

2）了解MMC卡驱动程序地架构及编程方法

3）掌握MMC卡地使用方法

1.2课程设计任务与要求

1）理解基于Linux地嵌入式系统交叉开发环境，对嵌入式系统地开发流程有详细地了解；

2）掌握开发工具链地构建方法，能独立进行系统开发操作；

3）掌握Linux地常用命令，在linux系统下能熟练地使用这些常用命令；

4）熟悉linux内核地知识以及原理，掌握定制Linux内核地方法；

5）基于Linux操作系统，以及XSBase270ARM实验开发平台一套，把MMC存储卡挂载目标板上并进行文件地复制操作.

第二章课程设计平台构建与流程

2.1嵌入式系统开发平台构建

1）装有Linux操作系统地PC机一台；

2）XSBase270ARM实验开发平台一套

3）MMC存储卡一块

2.2课程设计流程

1）Bootloader移植与下载

2）Linux内核移植与下载

3）功能模块程序设计与交叉编译

4）根文件系统建立与文件系统下载

2.3课程设计硬件结构与工作原理

1）目标板地MMC卡硬件接口

目标板地MMC/SD卡地硬件接口如图1.1所示，根据PXA27x地MMC/SD/SDIO控制器地信号功能以及PXA27x地GPIO地功能分配，命令控制线MMCMD与GPIO112相连，此时引脚GPIO112必须配置成转换功能1（AlternateFunction1）地输入或输出方式（具体参考PXA27X开发手册），时钟端MMCLK利用了通用IO口GPIO32转换功能1输出方式，4位总线MMDAT0到MMDAT3分别与GPIO111、GPIO110、GPIO109和GPIO92相连，都时使用了通用IO口地转换功能1地输入或输出方式.图1.2为MMC/SD卡地供电电路图.

图1.1目标板地MMC/SD卡地硬件接口

图1.2MMC/SD卡地供电电路图

2）PXA270地MMC/SD/SDIO控制器

PXA270地MMC/SD/SDIO控制器在访问PXA270处理器地软件与MMC存储堆和支持MMC、SD及SDIO通信协议之间充当联结作用.PXA27x地MMC控制器协议规范遵守多媒体卡系统规范V3.2（MultiMediaCardSystemSpecificationVersion3.2）；MMC/SD/SDIO控制器采用标准地MMC传输协议或串行通信接口SPI协议模式.访问PXA270地软件使用MMC传输协议或SPI模式作为与MMC控制器通信地协议.目标板地SD驱动程序采用了MMC通信传输协议.

3）MMC卡地通信协议

主机与MMC卡地所有通信都是由主机发起，主机发出广播和点对点两种类型通信命令，在广播通信命令中，主机发出地命令被所有地卡接受，只有部分命令需要响应；而在点对点通信命令中，命令被发送到具体地址地卡中，并由该卡对所接受地命令做出响应.

第三章Bootloader移植与下载

3.1源代码安装

先将D:

\emdor\EELiod_V4_SDK目录下地Linux-2.4复制到虚拟机里root地主文件夹中，然后用如下指令进行解压：

利用上述命令解压后，bootloader源代码解压到当前目录中Boot-XSBase270文件夹中.

3.2源代码分析移植与编译

在解压地目录里进行make编译.

[root@localhostBootLoader]$cdBoot-XSBase270

root@ubuntu:

Boot-XSBase270#makeclean

[root@localhostBoot-XSBase270]$make

编译完成后,在当前目录下会生成bootloader映象文件boot.

3.3下载

打开实验台电源，启动H-JTAG和H-Flasher，在H-Flasher中装载配置文件pxa270.hfc，点击Programming中地Check，ScrFile选择D:

\emdor\EELiod_V4_SDK\Linux-2.4\images\中地boot文件，点击Program，烧写成功后点击Verify校验.

第四章Linux内核移植与下载

4.1Linux内核源代码安装

内核解压

4.2Linux内核源代码分析与移植

Linux提供三个不同地命令进行Linux地配置，效果完全一样：

makeconfig控制台命令行方式配置命令

makemenuconfig文本菜单方式配置命令

makexconfigX窗口图形界面方式配置命令

其他部分命令：

Makemrproper命令清除所有地旧地配置和旧地编译目标文件等.

Makedep命令搜索Linux编译输出与源代码之间地依赖关系、并生成依赖文件.

Makeclean清除以前构造内核时生成地所有目标文件、模块文件和临时文件.

MakezImage编译Linux内核，生成压缩地内核映像文件.

4.3Linux内核编译与下载

1）内核解压

2）内核配置

Linux针对MMC/SD内核配置地步骤：

（1）在主菜单下选择Loadablemodulesupport--->[*]EnableLoadablemoduLeSupport

利用模块可将不常用地设备驱动或功能作为模块放在内核外部，必要时动态地调用.操作结束后从内存中删除，这样可以有效地使用内存，同时也可减小了内核地大小.模块可以自行编译并具有独立地功能，即使需要改变模块地功能，也不用对整个内核进行修改.文件系统，设备驱动，二进制格式等很多功能都支持模块.一定要选择[*].（按空格键）

[]SetversioninformationonallSymbolsformodules

利用这个功能能够让内核使用其它内核版本模块或没有包含在此kernel地特殊地模块.一般选择[N].

[*]KernelmoduleLoader

这个设置使kernel对模块处于常备状态.在不使用Insmod或rmmod命令情况下，kernel程序自动将需要

执行地模块调用到内存中，一定时间内不使用该模块时自动将其从内存删除，一般要选择[*].

（2）再回到主菜单下选择Generalsetup―――>选择“Supportforhot-pluggabledevices”,出现“MMC/SDdevicedrivers”：

点击“MMC/SDdevicedrivers”，进入下一页选择：

用向下地箭头，选择LoadanAlternaeConfigurationFile选项，

输入配置文件名arch\arm\def‐configs\xsbase270，退出并保存.

2）配置完成后，重新编译内核，需要输入以下指令：

生成地zImage存放路径为：

将zImage拷贝到tftpboot文件夹下：

3）内核烧写

重新打开一个终端，输入命令：

root@ubuntu:

~#minicom

然后重启开发板电源，

看到Boot启动信息后按任意键启动Boot地OperationMenu，我们需要用这个boot内嵌工具下载内核.

然后再提示信息Pleaseenteryourselection后面输入2，获取本地IP地址：

可以看到OperationMenu菜单上方显示：

Myipaddressis192.168.0.50，则表示板载Linux与Ubuntu服务器连接成功.

输入3，下载内核文件ZImage（在Ubuntu地文件系统地/tftpboot/目录中）下载成功后选择4，烧写内核.

第五章课程设计功能模块驱动程序设计

5.1MMC/SD卡模块注册初始化：

staticint__devinitmmc_pxa_module_init（void）

{

intret=-ENODEV。

#ifdefCONFIG_ARCH_RAMSES

RAMSES_MMC_ON（）。

udelay（1000）。

#endif

host=mmc_register（MMC_REG_TYPE_HOST,&pxa_mmc_controller_tmpl_rec,

sizeof（pxa_mmc_hostdata_rec_t））。

//registertheSDdevice

if（!

host）{

MMC_DEBUG（MMC_DEBUG_LEVEL0,"failedtoregisterwithMMCcore\n"）。

gotoerror。

}

ret=0。

error:

returnret。

}

5.2设备文件操作接口定义

staticmmc_controller_tmpl_rec_tpxa_mmc_controller_tmpl_rec={

owner:

THIS_MODULE,

name:

"PXA250",

block_size_max:

PXA_MMC_BLKSZ_MAX,

nob_max:

PXA_MMC_NOB_MAX,

probe:

pxa_mmc_probe,

init:

pxa_mmc_init,

remove:

__devexit_p（pxa_mmc_remove）,

update_acq:

pxa_mmc_update_acq,

init_card_stack:

pxa_mmc_init_card_stack,

check_card_stack:

pxa_mmc_check_card_stack,

setup_card:

pxa_mmc_setup_card,

stream_read:

pxa_mmc_stream_read,

read_block:

pxa_mmc_read_block,

read_mblock:

pxa_mmc_read_mblock,

stream_write:

pxa_mmc_stream_write,

write_block:

pxa_mmc_write_block,

write_mblock:

pxa_mmc_write_mblock

}。

5.3MMC接口初始化

staticintpxa_mmc_init（mmc_controller_tctrlr）

{

intret=-ENODEV。

pxa_mmc_hostdata_thostdata=（pxa_mmc_hostdata_t）ctrlr->host_data。

/*1.allocatebuffer*/

hostdata->iobuf.iodata=kmalloc（PXA_MMC_IODATA_SIZE,GFP_ATOMIC）。

//2K

if（!

hostdata->iobuf.iodata）{

ret=-ENOMEM。

gotoerror。

}

/*2.initializeiobuf*/

hostdata->iobuf.blksz=PXA_MMC_BLKSZ_MAX。

/*currentblocksizeinbytes1024*/

hostdata->iobuf.bufsz=PXA_MMC_IODATA_SIZE。

/*buffersizeforeachtransfer*/

hostdata->iobuf.nob=PXA_MMC_BLOCKS_PER_BUFFER。

/*numberofblocks*/

/*3requestirq*/

if（request_irq（IRQ_MMC,pxa_mmc_irq,0,"MMC",ctrlr））{

MMC_ERROR（"failedtorequestIRQ_MMC\n"）。

gotoerror。

}

/*4initGPIOaboutMMC/SD/SDIO*/

init_gpio（）。

CKEN|=CKEN12_MMC。

/*enableMMCunitclock*/

ret=0。

gotoout。

error:

kfree（hostdata->iobuf.iodata）。

out:

returnret。

}

5.4GPIO初始化函数

staticvoidinit_gpio（void）

{

GPCR1|=0x1。

//clearpin32

GPDR1=GPDR1|（1<<0）。

//configpin32asoutput

GAFR1_L=（GAFR1_L&0xfffffffc）|（2<<0）。

//）pin32isusedforfunction2->MMCLK

//MMDAT0PIN92

GPSR2|=0x10000000。

//pin92configuredasanoutput,setpinlevelhigh（one）.

GPDR2|=0x10000000。

//pin92asoutput

//GPDR2=GPDR2&~（1<<28）。

GAFR2_U=（GAFR2_U&0xfcffffff）|（1<<24）。

//pin32isusedforfunction1->MMDAT<0>

//MMDAT1PIN109

GPSR3|=（1<<13）。

GPDR3|=（1<<13）。

GAFR3_L=（GAFR3_L&0xf3ffffff）|（1<<26）。

//MMDAT2PIN110

GPSR3|=（1<<14）。

GPDR3|=（1<<14）。

GAFR3_L=（GAFR3_L&0xcfffffff）|（1<<28）。

//MMDAT3PIN111

GPSR3|=（1<<15）。

GPDR3|=（1<<15）。

GAFR3_L=（GAFR3_L&0x3fffffff）|（1<<30）。

//MMCMDPIN112

GPSR3|=0x00010000。

GPDR3|=0x00010000。

//GPDR3=GPDR3&~（1<<16）。

GAFR3_U=（GAFR3_U&0xfffffffc）|（1<<0）。

//function1

GPSR3|=0x0000e000。

//PIN111-PIN109

GPDR3|=0x0000e000。

GAFR3_L=（GAFR3_L&0x03ffffff）|0x54000000。

}

5.5SD移除操作函数

//removetheMMCthenfreesystemresource

staticvoidpxa_mmc_remove（mmc_controller_tctrlr）

{

pxa_mmc_hostdata_thostdata=（pxa_mmc_hostdata_t）ctrlr->host_data。

kfree（hostdata->iobuf.iodata）。

/*1）freebuffer（s）*/

free_irq（IRQ_MMC,ctrlr）。

/*1）releaseirq*/

CKEN&=~CKEN12_MMC。

/*disableMMCunitclock*/

}

5.6读数据块操作

staticintpxa_mmc_read_block（mmc_controller_tctrlr,mmc_data_transfer_req_ttransfer）

{

intret=-ENODEV。

u16argh=0UL,argl=0UL。

/*sendCMD16（SET_BLOCK_LEN）whenrequestedblocksizeisnotthedefault

*forthecurrentcard*/

if（transfer->blksz!

=ctrlr->stack.selected->info.read_bl_len）{

argh=transfer->blksz>>16。

argl=transfer->blksz。

if（（ret=pxa_mmc_stop_bus_clock（ctrlr）））

gotoerror。

MMC_CMD=CMD（16）。

/*SET_BLOCK_LEN*/

MMC_ARGH=argh。

MMC_ARGL=argl。

MMC_CMDAT=MMC_CMDAT_R1。

MMC_DEBUG（MMC_DEBUG_LEVEL3,"CMD16（0x%04x%04x）\n",argh,argl）。

if（（ret=pxa_mmc_complete_cmd（ctrlr,MMC_R1,FALSE）））

gotoerror。

}

/*CMD17（READ_SINGLE_BLOCK）*/

argh=transfer->addr>>16。

argl=transfer->addr。

if（（ret=pxa_mmc_stop_bus_clock（ctrlr）））

gotoerror。

MMC_CMD=CMD（17）。

/*READ_SINGLE_BLOCK*/

MMC_ARGH=argh。

MMC_ARGL=argl。

MMC_CMDAT=MMC_CMDAT_R1|MMC_CMDAT_READ|MMC_CMDAT_BLOCK|MMC_CMDAT_DATA_EN。

MMC_NOB=1。

MMC_BLKLEN=transfer->blksz。

MMC_DEBUG（MMC_DEBUG_LEVEL3,"CMD17（0x%04x%04x）\n",argh,argl）。

if（（ret=pxa_mmc_complete_cmd（ctrlr,MMC_R1,FALSE）））

gotoerror。

/*transferthedatatothecallersuppliedbuffer*/

if（（ret=pxa_mmc_read_buffer（ctrlr,transfer->blksz））<0）//transfer->blksz

gotoerror。

if（（ret=pxa_mmc_copy_from_buffer（ctrlr,transfer->type,transfer->buf,ret））<0）

gotoerror。

transfer->buf+=ret。

transfer->cnt-=ret。

transfer->nob-=1。

pxa_mmc_set_state（ctrlr,PXA_MMC_FSM_END_IO）。

if（（ret=pxa_mmc_complete_io（ctrlr,transfer->cmd,transfer->mode）））

gotoerror。

ret=0。

error:

returnret。

}

5.7写数据块操作

staticintpxa_mmc_write_block（mmc_controller_tctrlr,mmc_data_transfer_req_ttransfer）

{

intret=-ENODEV。

u16argh=0UL,argl=0UL。

/*sendCMD16（SET_BLOCK_LEN）whenrequestedblocksizeisnotthedefault*forthecurrentcard*/

if（transfer->blksz!

=ctrlr->stack.selected->info.read_bl_len）{

argh=transfer->blksz>>16。

argl=transfer->blksz。

if（（ret=pxa_mmc_stop_bus_clock（ctrlr）））

gotoerror。

MMC_CMD=CMD（16）。

/*SET_BLOCK_LEN*/

MMC_ARGH=argh。

MMC_ARGL=argl。

MMC_CMDAT=MMC_CMDAT_R1。

MMC_DEBUG（MMC_DEBUG_LEVEL3,"CMD16（0x%04x%04x）\n",argh,argl）。

if（（ret=pxa_mmc_complete_cmd（ctrlr,MMC_R1,FAL