SDMMC使用参考

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REVISION HISTORY

Revision No.	Description	Date
1.0	Initial release	04/15/2025
2.0	update for mhera	01/04/2026

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1. 概述

Kernel下MMC采用标准的Linux框架，能够使用标准接口驱动MMC Device（eMMC card，SD card或SDIO device）。

MMC子系统由card层，core层和host层构成。Card层将整个MMC Device注册成MMC Block Device，可支持上层的数据请求工作；Core层实现MMC/SD/SDIO协议中初始化流程和读写等工作。Host层可以调动硬件，把core层传下来的cmd或data request通过FCIE/SDIO Engine与eMMC/SD/SDIO card进行数据通信。

图1-1 SDMMC Host层框架

SD host层的整体框架共有三层，分别是MDrv层，Hal层和Support层，以及接在Support层上的MMC设备，各个层次的作用如下：

Drv层：

Drv层主要完成host的注册，完善mmc_host和mmc_host_ops结构体的描述，向core层增加Host的信息，还会额外提供一些封装接口来给用户层设置或获得Engine和卡的状态，比如：debug_get_sdmmc_clock，set_sdmmc_driving_control等。此外，Drv层还会完成MIE和热插拔中断注册，以保证后续信号的正常传输和卡的拔插检测。

Hal层：

Hal层直接设置寄存器，与HW Engine密切相关，主要包括操作Host Engine的hal_sdmmc_v5.c文件，命令和数据的发送接收就是在这个文件里实现。决定Host Engine接哪组pad pin，并对其上下拉等操作的是hal_sdmmc_platform_common.c文件。中断处理相关的是hal_sdmmc_intr.c文件，还有时间处理相关的hal_sdmmc_timer.c文件等。

Support层：

该层属于硬件支持层，驱动相关的最终实现都需要硬件的支持。

MMC device：

MMC设备，比如SD/SDIO卡，直接接在驱动的硬件支持上，是驱动的最终操作对象。

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2. 关键字说明

IP：连接SD/SDIO卡的Host Engine

IP bank：驱动访问SD/SDIO卡所使用的Host Engine的寄存器地址

SDSC：标准容量卡，不超过2GB的卡

SDHC：高容量卡，大于2GB又不超过32GB的卡

SDXC：扩展容量卡，大于32GB的卡

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3. 功能描述

封装	SD卡	总线带宽	时钟范围	SD3.0支持的速率模式	SD2.0支持的速率模式	IP bank	产品
BGA14	SD0 Card	1，4	300k-48M	Not supported	Default Speed,High Speed	FCIE:0x1410	pcupid
BGA14	SD1 Card	1，4	300k-48M	Not supported	Default Speed,High Speed	SDIO:0x1413	pcupid
BGA	SD0 Card	1，4	300k-200M	SDR50,SDR104,DDR50	Default Speed,High Speed	0x1413	souffle
BGA	SD1 Card	1，4	300k-100M	SDR50	Default Speed,High Speed	0x1416	souffle
QFN	SD0 Card	1，4	300k-200M	SDR50,SDR104,DDR50	Default Speed,High Speed	0x1413	souffle
BGA	SD0 Card	1，4	300k-48M	-	Default Speed,High Speed	0x1413(non-pm)	iford
BGA	WIFI Card	1，4	300k-48M	-	Default Speed,High Speed	0x42(pm)	iford
FCCSP	SD0 Card	1，4	300k-48M	SDR50,SDR104,DDR50	Default Speed,High Speed	0x1413	ifackel
FCCSP	SD1 Card	1，4	300k-48M	-	Default Speed,High Speed	0x1413	ifackel
BGA	SD0 Card	1，4	300k-200M	SDR50,SDR104,DDR50	Default Speed,High Speed	0x1413	jaguar1
BGA	SD1 Card	1，4	300k-100M	SDR50	Default Speed,High Speed	0x1416	jaguar1
QFN	SD Card	1，4	300k-48M	-	Default Speed,High Speed	0x1410	ibopper
QFN	SD0 Card	1，4	300k-48M	-	Default Speed,High Speed	0x1413	ifado
QFN	SD1 Card	1，4	300k-48M	-	Default Speed,High Speed	0x1410	ifado
FCCSP	SD0 Card	1，4	300k-48M	SDR50,SDR104,DDR50	Default Speed,High Speed	0x1413	mhera

注：pcupid BGA封装的板子拥有2个SD卡插槽，其中SD0默认接的IP类型是FCIE，不支持接SDIO设备，SD1的IP类型是SDIO，支持接SDIO设备，而QFN封装只有1个SD卡插槽，默认接的IP 类型是SDIO，支持接SDIO设备。

总线带宽设置：

SD支持配置1 -1bit mode/4 – 4bit mode 两种总线带宽，默认使用4bit mode。SDIO卡需要设置带宽为1 bit mode可以设置设备树中的sdio-use-1bit参数。

时钟设置：

不同速率模式可以设置的时钟范围如下图所示, 可以通过修改设备树中的max-frequency参数来设置最大时钟大小。

图3-1 SDMMC 总线速率模式

配置不同的总线带宽及时钟频率会影响数据传输速率，SD3.0支持使用SDR50,SDR104和DDR50速率模式，若要使用可以在设备树中对应槽位配置sd-uhs-sdr50/sd-uhs-sdr104/sd-uhs-ddr50。

使用High Speed速率模式时，硬件上支持的时钟频率及理论速度参考下列表格(x4 总线宽度)。

No	时钟频率（Hz）	传输速率(MB/s)
0	300000	1.5
1	12000000	6
2	20000000	10
3	32000000	16
4	36000000	18
5	40000000	20
6	43200000	21.6
7	48000000	24

配置使用SDR50,DDR50,SDR104速率模式时，理论速率参考下列表格(x4 总线宽度)。

No	时钟频率（Hz）	传输速率(MB/s)
0	12000000-100000000 (SDR50)	6-50
1	12000000-50000000 (DDR50)	12-50
2	12000000-208000000 (SDR104)	6-104

注意，实际读写速率受读写过程中的cmd传输消耗，mmc设备性能等因素影响，达不到理论速度，测试性能建议使用fio工具读写大文件进行测试。

速率模式：

(1)查看SD卡速率模式

cat /sys/kernel/debug/mmc1/ios

(2)设置SD卡速率模式

SD卡速率模式可直接在dtsi文件配置

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4. 硬件连接介绍

4.1. mhera

图4-1 SD0 硬件原理图

硬件连接对应的软件padmux设定如下：

1.    padmux {
2.        compatible = "sgs-padmux";
3.        schematic =
4.            // SDMMC0
5.            <PAD_SD0_D1              PINMUX_FOR_SD0_MODE_1           MDRV_PUSE_SDIO0_D1>,
6.            <PAD_SD0_D0              PINMUX_FOR_SD0_MODE_1           MDRV_PUSE_SDIO0_D0>,
7.            <PAD_SD0_CLK             PINMUX_FOR_SD0_MODE_1           MDRV_PUSE_SDIO0_CLK>,
8.            <PAD_SD0_CMD             PINMUX_FOR_SD0_MODE_1           MDRV_PUSE_SDIO0_CMD>,
9.            <PAD_SD0_D3              PINMUX_FOR_SD0_MODE_1           MDRV_PUSE_SDIO0_D3>,
10.           <PAD_SD0_D2              PINMUX_FOR_SD0_MODE_1           MDRV_PUSE_SDIO0_D2>,
11.           <PAD_SD0_GPIO0           PINMUX_FOR_GPIO_MODE            MDRV_PUSE_SDIO0_PWR>,
12.           <PAD_SD0_CDZ             PINMUX_FOR_SD0_CDZ_MODE_1       MDRV_PUSE_SDIO0_CDZ>,
13.    };

第一列表示sd的pad名称，第二列表示pad mode,根据pad的使用情况设定，第三列是驱动程序使用的标识,各字段名称与设备类型无关,配置设备类型参考后面章节的设备节点参数说明。

5. Uboot用法介绍

5.1. uboot config配置

1. make menuconfig
2. # sgs drivers -->
3. # -*-   SGS SD/MMC Card Interface Support
4. #    Sgs SDMMC DDR Mode (sdr/ddr Mode)  --->)  --->
5. #    Sgs SDMMC RECEIVE RESPONSE Mode (polling Mode)  --->)  --->
6. # [ ]     Support SD30
7. # [ ]     Support EMMC50
8. # [ ]     Support SDMMC Command
9. # [ ]     Support SDMMC AT/SMOKE test
10.# [ ]     SELECT EMMC
11.# [ ]     enable fcie ip drive sd atop
12.# -*-   Sgs mmc host
13.# [ ]     Support SDIO driver

boot下SDMMC驱动所在目录为drivers/sgs_common/sdmmc，编译需要开启SGS_MMC_HOST编译选项，打开方式如上。

功能	描述	备注
SELECT EMMC	FCIE IP选择配置为EMMC功能	仅pcupid/iford/jaguar1产品使用，使用EMMC时候需要开启
Support SDIO driver	配置驱动支持识别SDIO卡	根据需要开启
enable fcie ip drive sd atop	FCIE IP选择使用SDPLL为时钟源	仅ifackel产品使用，FCIE IP跑SD3.0时需要开启

5.2. Dts参数配置说明

可以通过配置dtsi中sgs_mmc0项设定host层driver的基本参数。dtsi的参数展示如下：

        sgs_mmc0: sgs_mmc0 {
            compatible = "sgs-mmc";

            bus-width = <4>;
            max-frequency = <48000000>;
            cap-sd-highspeed = <1>;
            ip-order = <2>;
            pad-order = <1>;
            pwr-on-delay = <10>;
            pwr-off-delay = <50>;
            fake-cdz = <0>;
            rev-cdz = <0>;
            pwr-pad = <PAD_GPIOE_07>;
            cdz-pad = <PAD_GPIOE_06>;
            clk-driving = <1>;
            cmd-driving = <1>;
            data-driving = <1>;
            en-clk-phase = <0>;
            rx-clk-phase = <0>;
            tx-clk-phase = <0>;
            status = "okay";
        };

释义如下：

参数	释义	备注
bus-width	配置卡槽的buswidth	4 – 4bit mode
max-frequency	配置对应卡槽支持的最大时钟频率	uboot支持48MHz
ip-order	配置对应卡槽的IP编号	禁止修改
pad-order	指定卡接哪组pad	公版软件未使用，无需修改
pwr-on-delay	配置卡槽上电后软件的延时时间，延时后再去识别卡，以ms为单位	SDIO设备一般需要配置delay时间以便SDIO设备加载固件及状态ready，具体时间以SDIO设备厂家的建议为准(EMMC/SD设备节点无需修改)
pwr-off-delay	配置卡槽下电后软件的延时时间，卡识别前会重新下电再上电卡槽，以ms为单位	SDIO设备一般需要配置delay时间以便SDIO设备加载固件及状态ready，具体时间以SDIO设备厂家的建议为准(EMMC/SD设备节点无需修改)
fake-cdz	配置是否忽视Card detect，置1表示默认认为该槽有卡接入	针对固定在板上的设备，如部分SDIO设备，建议将卡槽对应项配置为1
rev-cdz	该参数可配置是否颠倒当前Board的Card detect条件	默认低电平检查到卡，若硬件设计卡插入后CDZ电平为高电平，则将此项配置为1
pwr-pad	配置对应卡槽的Power pin脚	公版软件未使用，无需修改
cdz-pad	配置对应卡槽的CDZ pin脚	公版软件未使用，无需修改
clk-driving	配置对应卡槽的clock pad pin的driving能力	该项一般不需要修改，若遇到信号质量问题可以结合波形调整此项
cmd-driving	配置对应卡槽的command pad pin的driving能力	该项一般不需要修改，若遇到信号质量问题可以结合波形调整此项
data-driving	配置对应卡槽的data[3:0] pad pin的driving能力	该项一般不需要修改，若遇到信号质量问题可以结合波形调整此项
en-clk_phase	配置对应卡槽是否使能 clock phase tuning	当设备读写通信出现CRC问题时候，可以通过改变rx,tx的采样点来解决
rx-clk_phase	配置对应卡槽的clock tx相位，需en-clk_phase置1此参数才有效	档位：0-3，需en-clk_phase置1此参数才有效，每个挡位相位间隔90°
tx-clk_phase	配置对应卡槽的clock rx相位，需en-clk_phase置1此参数才有效	档位：0-3，需en-clk_phase置1此参数才有效，每个挡位相位间隔90°

5.3. Uboot cmd参数说明

(1) fatls

格式：

fatls <interface> [<dev[:part]>] [directory]

说明：读取某接口下第n个设备的第n个分区中的某目录下的所有文件内容。

interface：SD卡和eMMC卡都属于MMC设备

dev: 设备编号,根据ip编号，缺省为0

part：与mmc part命令下的分区号对应。

directory：目录，使用绝对路径。

示例：打印出SD第一个分区内，根目录的内容

fatls mmc 0:1 /

(2) fatload

格式：

fatload <interface> <dev<:part>> <addr> <filename> <bytes <pos>>

说明：从某接口下第n个设备的第n个分区中的某个文件读取特定大小数据到指定地址的ddr中。

addr：目标内存地址，ddr地址，使用真实物理地址。

filename：需要load的文件名，使用绝对路径文件名。

bytes：load的数据大小，以byte为单位，16进制数，若为0则读取整份文件。

pos：目标文件中的偏移量。如目标文件数据"123456", 若pos为1，则load文件时从‘1’位置开始读取。

示例：将SD第一个分区内根目录下的demo.sh文件读取512个byte到ddr的0x21000000处

fatload mmc 0:1 0x21000000 /demo.sh 0x200

(3) fatwrite

格式：

fatwrite <interface> <dev<:part>> <addr> <filename> <bytes>

说明：从指定地址的ddr中读取特定大小数据<bytes>写到某接口下第n个设备的第n个分区中的某个文件中

addr：源内存地址，ddr地址，使用真实物理地址。

filename：需要write的文件名，使用绝对路径文件名。

bytes：write的数据大小，以byte为单位，16进制数。

示例：从ddr的0x21000000处读取512个byte写到SD第一个分区内根目录下的demo.sh文件

fatwrite mmc 0:1 0x21000000 /demo.sh 0x200

(4) fatinfo

格式：

fatinfo <interface> <dev<:part>>

说明：显示某接口下第n个设备的第n个分区信息

(5) fatsize

格式：

fatsize <interface> <dev<:part>> <filename>

说明：find某接口下第n个设备的第n个分区的文件并计算文件大小

5.4. Uboot cmd使用实例

(1) fdisk

fdisk用来管理linux的磁盘，进行分区和格式化等操作

fdisk -p 显示分区信息

(2) fdisk -d 0: 删除设备0的所有分区

(3) fdisk -c 0 0x32000: 创建分区1并指定分区大小为0x32000个block

(4) fdisk -c 0 0x4800: 创建分区2并指定分区大小为0x4800个block

(5) fdisk -c 0 0x64000: 创建分区3并指定分区大小为0x64000个block

(6) fdisk -c 0 0x96000: 创建分区5并指定分区大小为0x96000个block，此处分区4是扩展分区mbr，需要跳过

(7) fdisk -c 0 0x400000: 创建分区6并指定分区大小为0x400000个block

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6. Kernel用法介绍

6.1. Kernel Config配置

1. 关联到的驱动模块

Card层（mmc_block.ko）与Core层（mmc_host.ko）使用linux标准code，Host层（kdrv_sdmmc.ko）由sgs维护，在menuconfig可将它们选择编译进kernel或编译为ko。

2. enable 对应的驱动模块

1. make menuconfig
2. # Device Drivers -->
3. #    <*> MMC/SD/SDIO card support -->                   (mmc_core.ko)
4. #        <*> MMC block device driver                    (mmc_block.ko)
5. #    [*] SGS SoC platform drivers -->
6. #         <M>   SGS SD/MMC Card Interface Support       (kdrv_sdmmc.ko)
7. #         Sgs SDMMC DDR Mode (sdr/ddr Mode)  --->)  --->
8. #         Sgs SDMMC RECEIVE RESPONSE Mode (interrupt Mode)  --->)  --->
9. #         [*]     Support SD30
10.#         [*]     Support EMMC50
11.#         [ ]     Support SDMMC Command
12.#         [ ]     Support SDMMC AT/SMOKE test
13.#         [ ]     SELECT EMMC
14.#         [ ]     enable fcie ip drive sd atop
15.#         [ ]     Support SDMMC debuginfo
16.#         [ ]   Sgs mmc host

功能	描述	备注
Support SD30	配置驱动支持SD3.0协议	仅ifackel，jaguar1产品支持此功能
Support EMMC50	配置驱动支持EMMC5.0协议	仅pcupid, ifackel，jaguar1产品支持此功能
Support SDMMC Command	开启后会额外提供一些debugfs调试接口	根据需要开启
Support SDMMC UT verify	驱动功能调试开关	不需要开启
Support SDMMC AT/SMOKE test	自动化测试开关	不需要开启
SELECT EMMC	FCIE IP选择配置为EMMC功能	仅pcupid产品使用，使用EMMC时候需要开启
enable fcie ip drive sd atop	FCIE IP选择使用SDPLL为时钟源	仅ifackel产品使用，FCIE IP跑SD3.0时需要开启
Support SDMMC debuginfo	开启debugfs调试信息节点	debug时候开启

6.2. Dts配置参数说明

可以通过配置dtsi中sgs_sdmmc1项设定Host层driver的基本参数。dtsi的参数展示如下：

        sgs_sdmmc1: sgs_sdmmc1 {
            compatible = "sgs,sdmmc";

            bus-width = <4>;
            max-frequency = <48000000>;
            //non-removable;
            //broken-cd;
            //cap-sd-highspeed;
            //sd-uhs-sdr50;
            //sd-uhs-sdr104;
            //sd-uhs-ddr50;
            //cap-sdio-irq;
            //no-sdio;
            //no-sd;
            //no-mmc;
            reg = <0x0 0x1F282600 0x0 0x200>;//1413
            pll-reg = <0x1F283200 0x200>;//1419
            cifd-reg = <0x1F282800 0x200>;//1414
            pwr-save-reg = <0x1F282A00 0x200>;//1415
            ip-order = /bits/ 8 <0>;
            pad-order = /bits/ 8 <0>;
            trans-mode = /bits/ 8 <1>;
            cifd-mcg-off = /bits/ 8 <0>; // mcg on/off in cifd
            ssc-switch =  /bits/ 8 <0>;
            fake-cdz = /bits/ 8 <0>;
            rev-cdz = /bits/ 8 <0>;
            cdz-pad = <PAD_GPIOA_06>;
            pwr-pad = <PAD_GPIOA_07>;
            pwr-on-delay = <1000>;
            pwr-off-delay = <300>;
            dev-ctrl-delay = <1>;
            en-pwr-high-valid = <0>;
            en-ctrl-high-valid = <0>;
            sdio-use-1bit = /bits/ 8 <0>;
            clk-driving = <1>;
            cmd-driving = <1>;
            data-driving = <1>;
            en-clk-phase = /bits/ 8 <0>; //0/1
            rx-clk-phase = <0>; //0-3
            tx-clk-phase = <0>; //0-3
            en-eight-phase = /bits/ 8 <0>; //0/1
            rx-eight-phase = /bits/ 8 <0>; //0/1
            tx-clk-phase = <0>; //0-3
            en-eight-phase = /bits/ 8 <0>; //0/1
            rx-eight-phase = /bits/ 8 <0>; //0/1
            tx-eight-phase = /bits/ 8 <0>; //0/1
            interrupts = <GIC_SPI INT_IRQ_SD IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
                        <GIC_SPI INT_FIQ_SD_CDZ_IN_0 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
            interrupt-names = "mie0_irq", "cdz_slot0_irq";
            clocks = <&CLK_sd>;
            clock-names = "clk_sdmmc0";
            status = "ok";
        };

如上图所示，SD/SDIO设备树配置节点释义分别为：

参数	释义	备注
bus-width	配置对应卡槽的buswidth	4 - 4bit mode
max-frequency	配置对应卡槽支持的最大时钟频率
non-removable	配置是否不可移除设备，置1表示默认该设备不可移除	eMMC/SDIO设备一般设置为不可移除属性
broken-cd	配置是否使用cdz中断	不可插拔设备配置此属性
cap-mmc-highspeed	配置设备是否支持mmc highspeed总线速率模式	默认开启支持mmc highspeed mode
cap-sd-highspeed	配置设备是否支持sd highspeed总线速率模式	默认开启支持sd highspeed mode
sd-uhs-sdr50	配置是否启用sdr50总线速率模式	pcupid不支持
sd-uhs-sdr104	配置是否启用sdr104总线速率模式	pcupid不支持
sd-uhs-ddr50	配置是否启用ddr总线速率模式	pcupid不支持
cap-sdio-irq	配置是否启用sdio中断模式	SDIO设备使用，使用SDIO设备时一起注释掉no-sdio
no-mmc	配置设备不支持eMMC协议	SD/SDIO设备不支持eMMC协议
no-sd	配置设备不支持sd协议	EMMC/SDIO设备不支持sd协议
no-sdio	配置设备不支持sdio协议	EMMC/SD设备不支持sdio协议
reg	配置SD/SDIO Host Engine Bank地址	禁止修改
pll-reg	配置SD/SDIO Host Engine PLL Bank地址	禁止修改
cifd-reg	配置SD/SDIO Host Engine CIFD Bank地址	禁止修改
pwr-save-reg	配置SD/SDIO Host Engine PSM Bank地址	禁止修改
ip-order	配置对应卡槽的IP编号	禁止修改
pad-order	配置对应卡槽的padmux mode编号	公版软件未使用，无需修改
trans-mode	配置对应的卡槽的数据传输模式	无需修改
fake-cdz	配置对应卡槽是否忽视Card Detect	不可插拔设备配置为1
rev-cdz	配置CDZ检测方向	默认低电平检查到卡，若硬件设计卡插入后CDZ电平为高电平，则将此项配置为1
pwr-on-delay	配置卡槽上电后软件的延时时间，延时后再去识别卡，以ms为单位	SDIO设备一般需要配置delay时间以便SDIO设备加载固件及状态ready，具体时间以SDIO设备厂家的建议为准(EMMC/SD设备节点无需修改)
pwr-off-delay	配置卡槽下电后软件的延时时间，卡识别前会重新下电再上电卡槽，以ms为单位	SDIO设备一般需要配置delay时间以便SDIO设备加载固件及状态ready，具体时间以SDIO设备厂家的建议为准(EMMC/SD设备节点无需修改)
dev-ctrl-delay	配置ctrl pin极性翻转前后的延时时间，以ms为单位	如果设备需要额外的使能pin控制芯片使能，根据设备厂商建议的控制时序进行设定
en-pwr-high-valid	配置电源输出有效极性	0表示低电平使能，1表示高电平使能
en-ctrl-high-valid	配置ctrl pin输出极性	0表示低电平使能，1表示高电平使能
sdio-use-1bit	配置对应卡槽buswidth为1bit mode	SD/SDIO设备均可设置
ssc-switch	配置是否开启展频	根据需要开启
support-cmd23	配置是否支持预设传输Block数功能	eMMC设备使用
clk-driving	配置对应卡槽的clock line的driving	该项一般不需要修改，若遇到信号质量问题可以结合波形调整此项
cmd-driving	配置对应卡槽的cmd line的driving	该项一般不需要修改，若遇到信号质量问题可以结合波形调整此项
data-driving	配置对应卡槽的data line的driving	该项一般不需要修改，若遇到信号质量问题可以结合波形调整此项
en-clk-phase	配置对应卡槽是否使能clock phase tuning	0 - 禁用 / 1 - 使能
rx-clk-phase	配置对应卡槽的clock rx phase	详情使用见clk phase使用说明
tx-clk-phase	配置对应卡槽的clock tx phase	详情使用见clk phase使用说明
en-eight-phase	配置对应卡槽是否使能clock 8 phase tuning	0 - 禁用 / 1 - 使能, pcupid暂未启用
rx-eight-phase	配置对应卡槽的clock rx phase	详情使用见clk phase使用说明
tx-eight-phase	配置对应卡槽的clock tx phase	详情使用见clk phase使用说明
interrupts	配置中断信息	禁止修改
interrupt-names	配置中断名称	禁止修改
clocks	配置eMMC Host Engine时钟源	禁止修改
clock-names	配置时钟源名称	禁止修改

clk phase使用说明：

当使用四相位模式时候，en-clk-phase需要设置为1，然后根据需要设定的相位设置rx-clk-phase和tx-clk-phase的值，相位间隔90°。 当使用八相位模式时候，en-clk-phase和en-eight-phase需要设置为1，然后根据需要设定的相位设置rx-clk-phase，tx-clk-phase，rx-eight-phase和tx-eight-phase的值，相位间隔45°。

不同相位对应的phase值

• 四相位模式

相位	rx-clk-phase	tx-clk-phase
0°	0	0
90°	1	1
180°	2	2
270°	3	3

• 八相位模式

相位	rx-clk-phase	rx-eight-phase	tx-clk-phase	tx-eight-phase
0°	0	0	0	0
45°	1	0	1	0
90°	2	0	2	0
135°	3	0	3	0
180°	0	1	0	1
225°	1	1	1	1
270°	2	1	2	1
315°	3	1	3	1

• 注1：硬件设定tx phase默认已经是180°,所以相位设置180°时候，测量tx的波形会和没开启phase时候一样，设置0°时候会和没开启phase时候相位相差180°。

• 注2：rx和tx可以单独设定。

• 注3：使用四相位模式时候，时钟会四分频，使用八相位模式时候，时钟会八分频，软件设定已经在开启phase功能时候，自动把时钟频率设定对应X4和X8。在使用四相位模式时候，时钟频率为48M时，软件设置48M X 4即192M，但是硬件限制了没有192M时钟源，会向下使用108M时钟源(四分频为27M)，因此会降频。所以使用48M时钟时候建议使用八相位模式(48M X 8 = 384M)，这样设定phase后时钟频率输出还是48M，使用其它时钟频率需要按照前文描述选择使用哪种模式。

• 注4：当开启展频时候，时钟源会选择spi_synth_pll, spi_synth_pll产生的时钟频率是连续的，且设置范围为12M-266M。因此若需要打出48M时钟需要选择四相位模式(八相位输出最大时钟为266M/8 = 33M)。此外由于spi_synth_pll也是flash使用的时钟源，因此当flash和展频需要同时使用时候，建议切换flash到其它时钟源。

SD卡在dts文件中配置示例

        sgs_sdmmc1: sgs_sdmmc1 {
            //non-removable;
            //broken-cd;
            cap-sd-highspeed;
            //cap-sdio-irq;
            no-sdio;
            //no-sd;
            no-mmc;
            fake-cdz = /bits/ 8 <0>;
        };

SDIO卡在dts文件中配置示例

        sgs_sdmmc1: sgs_sdmmc1 {
            //non-removable;
            //broken-cd;
            cap-sd-highspeed;
            cap-sdio-irq;
            //no-sdio;
            no-sd;
            no-mmc;
            fake-cdz = /bits/ 8 <0>;
        };

驱动中控制power pin和dev ctrl pin的时序

设备在重新初始化时候才会有下电过程

6.3. Sample Code

None.

6.4. 模块使用介绍

Linux 系统启动后，SD 驱动程序正常加载，SD卡被识别后，会创建相应的块设备节点 /dev/mmcblk*。使用 fdisk、mkfs、mount 和 dd 工具为 MMC 设备申请分区、格式化分区、挂载分区以及读写已挂载的分区。

此外，驱动程序提供 sysfs 供调试使用，可以进入 /sys/class/mmc_host/mmc1/device/ 目录执行以下操作：

1.  cd /sys/class/mmc_host/mmc0/device/
2.
3.  # 查看设备使用的时钟频率
4.  cat debug_get_sdmmc_clock
5.
6.  # 查看设备最近的读写通信状态
7.  cat debug_get_sdmmc_status
6.
7.  # 设置设备IO驱动能力
8.  echo [slotIndex] [signalLine] [drvLevel] > set_sdmmc_driving_control
9.  echo [slotIndex]  [drvLevel] > set_sdmmc_driving_control
10. echo [signalLine] [drvLevel] > set_sdmmc_driving_control
11. echo [drvLevel] > set_sdmmc_driving_control
12. #[slotIndex]: 0-1
13. #[signalLine]: "clk"/"cmd"/"data"/"all"
14. #[drvLevel]: 0-3
15.
16.  # 重新扫描卡
17.  echo [slot] > sdmmc_rescan
18.
19. # 设置展频参数
20. ssc set param usage:
21. 1. echo [slotIndex] [modulation] [deviation] > sdmmc_setssc    
22.    operation [slotIndex]   is slot number:0-2. 
23.    operation [modulation]  value is between [20, 40], origin default is 20 
24.    operation [deviation]   value is between [1000, 3001], origin default is 3001 
25.    e.g. echo 0 20 1001 > sdmmc_setssc 
26. 2. echo [slotIndex] [disable ssc] > sdmmc_setssc    
27.    disable: e.g. echo 0 0 > sdmmc_setssc 
28.    enable: e.g. echo 0 1 > sdmmc_setssc
29.
30. # 设置clock phase
31. set phase param usage:
32. 1. echo [mode] [tx-clk-phase] [rx-clk-phase] [tx-eight-phase] [rx-eight-phase] > sdmmc_clk_phase
33.     operation [mode]               is phase mode:4 or 8
34.     operation [tx/rx-clk-phase]    value is between [0, 3]
35.     operation [tx/rx-eight-phase]  value is between [0, 1]
36.     e.g. Four-phase mode(180°):
37.         echo 4 2 2 > sdmmc_clk_phase
38.     e.g. Eight-phase mode(180°):
39.         echo 8 0 0 1 1 > sdmmc_clk_phase
40. 2. echo [enable/disable clk phase] > sdmmc_clk_phase
41.     disable: e.g. echo 0 > sdmmc_clk_phase
42.     enable: e.g. echo [4/8] > sdmmc_clk_phase

展频参数使用说明：

有三个参数可能会影响SSC功能的调制速率：SET，SPAN和STEP。

• PLL_SET = (MPLL*524288)/(SYN_CLK)

  SPAN (14 bits)

  STEP (12 bits)

  SPAN = (MPLL * 131072) / (PLL_SET * Fmodulation)

  STEP = (PLL_SET * Rdeviation) / SPAN

Fmodulation为SSC的调制频率，范围为（20KHz～40KHz）

Rdeviation 是 SSC 的偏差（最大偏差为 +-3%）

示例:

设置展频调制频率为40KHz,偏差为+-1%

echo 0 40 1000 > sdmmc_setssc

• SYN_CLK = 75Mhz

  ref_clk = 432Mhz

  Modulation is 40KHz

  Deviation is 1%

  SET = ( 432MHz * 524288) / (75MHz ) = 3019899 = 0x2E147B

  SPAN = (432MHz * 131072)/ ( 3019899 * 40KHz) = 468 = 0x1D4

  STEP = (3019899 * 1%) /468 = 64 = 0x40

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7. API参考

无

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8. Debug & FAQ

驱动提供debug节点用于获取调试信息，进入/sys/devices/virtual/sgs/mmcx目录后可以看到有debug节点，下面介绍debug节点用法。

输入echo help > debug后再cat debug可以查询debug 用法。

8.1. 查询设备节点状态

echo state > debug;cat debug

属性	描述
MCG	MCG(Manual Clock Gating Control)是指当ip处于idle状态，hw关闭clk以达到节省功耗的目的
MIE interrupt	驱动是否使能中断模式， 默认使用中断模式
HotPlug	设备是否支持热插拔，取决于设备树节点是否配置了non-removable属性
Tansfermode	驱动支持配置ADMA模式和DMA模式，默认且推荐用ADMA模式
Supported Device	当前设备节点支持接入的设备(eMMC，SD or SDIO) ，和设备树节点中的no-sdio，no-sd，no-mmc这三个属性有关
Host Capabilities	当前host支持的设备能力，数值含义具体查询linux内核数据结构struct mmc_host中的caps定义
More Host Capabilities	当前host额外支持的设备能力，数值含义具体查询linux内核数据结构struct mmc_host中的caps2定义
Supported Bus Width	host支持配置的总线数据宽度
Supported Bus Timing	host支持配置的总线速率模式
Supported Max Frequency	host支持的最大时钟频率
RST/CDZ Pin	显示EMMC reset pin或者可插拔SD/SDIO卡的卡检测pin的gpio index， 以及该gpio pin的电平状态，如果是配置可插拔卡，插卡没反应需要检查该pin的电平状态是否正确
Control Power Pin	如果有配置电源控制pin，会显示该pin的gpio index以及电平状态，卡识别失败时候需要检查改pin电平是否正确
Current Driving	显示clk，cmd和data线配置的driving值
Card Info	如果设备识别成功，会显示设备的工作状态信息，没有成功识别到设备会显示“Device not recognized”，可检查该项看设备是否工作在预设的状态下
Clock Phase	显示时钟phase配置信息
SSC switch	显示展频配置信息

8.2. 查询设备的工作状态

echo status > debug;cat debug

属性	描述
Current transfer freqency	显示当前设备工作的时钟频率
Current transfer command	显示host和设备最近一次通信的CMD和参数
Current transfer result	显示host和设备最近一次通信状态是否正常
MIEEvent_ForInt	显示host和设备最近一次通信记录的中断信息
Trig_MIE_INTR	显示host和设备最近一次通信记录是否有进入中断服务程序，0x0001表示有进入中断服务程序

MIEEvent_ForInt中断信息：

位	描述
BIT0	数据传输结束中断
BIT1	命令发送完成中断
BIT2	数据传输异常中断
BIT3	SDIO D1中断
BIT4	卡busy结束中断
BIT6	卡插拔中断

8.3. 读寄存器信息

echo reg > debug;cat debug

主要需要关注MMC1:0X1413中offset 0xD的寄存器值，其中BIT8-BIT11表示data线的电平状态，默认状态下是高电平, 其它寄存器信息提供给RD分析。

BIT0-BIT6是设备异常时指示的错误状态

位	描述
BIT0	读数据有crc校验错误
BIT1	写数据有crc校验错误
BIT2	读写数据超时
BIT3	host未收到cmd响应
BIT4	host收到的cmd响应有crc校验错误
BIT6	设备处于busy状态

出现异常时常见log打印的错误码类型有：

(1)SD_STS:0xFF01 读CRC错误

(2)SD_STS:0xFF02 写CRC错误

(3)SD_STS:0xFF04 写数据超时

(4)SD_STS:0xFF08 命令发送未响应

(5)SD_STS:0xFF10 命令响应存在CRC错误

(6)SD_STS:0xFF20 读数据超时

(7)SD_STS:0xFF40 设备处于忙状态

SD卡状态寄存器说明：

可以根据驱动报错log中的(E: 0xXXXX)信息查找对应的SD卡状态来判断目前卡出现了什么问题。

根据SD卡实际可能遇到的问题，分为以下几个类型：

识别卡失败

若卡识别失败，需要确定是响应获取失败还是传输信号不好有CRC问题，区分问题可以通过驱动打印的日志确定，具体区别以及debug方法如下：

• SD卡不回复命令响应

  现象：驱动log报(E: 0x0008)信息

  debug方法：首先确定电压和clock是否正常，其次可以抓波形看host是否有command发出去，若前面两个都没有问题，再确定卡是否有回复响应，若没有响应检查device状态。

  相关日志：

  

• 命令响应存在CRC问题

  现象：驱动log报(E: 0x0010)信息

  debug方法：若有CRC问题，先需要排除硬件问题，比如：device接触是否良好，是否有外接干扰等。然后再尝试更改dts里的driving档位，若还有问题则需要考虑调整clock phase。

  相关日志：

  

读写失败

若是在正常读写过程中遇到问题，需要确定是读写超时问题，还是信号不好有CRC问题，区分问题可以通过log确定，超时问题有timeout的字眼，debug方法如下：

• 读写超时

  现象：驱动报错log里有timeout的字眼

  debug方法：首先需要确定当前clock频率以及bus width是否是期望配置的值，其次可以将驱动里的超时时间再加大试试，若还有超时问题，则需要抓波形详细分析。

  读写超时时间在驱动对应芯片目录的hal_card_platform_config.h文件中设定：

  

• 读写CRC问题

  现象：驱动log报(E: 0x0001)或(E: 0x0002)信息

  debug方法：debug方法见前文，另外读写过程中的CRC问题，若对速率要求不是很高，可以考虑降频或者降bus width。

  相关日志：

  

卡读写速度慢

首先检查卡时钟频率和bus width是否正常，另外可以测试对比下不同型号卡的读写速度。

注：SD卡读写受命令及其响应的传输时间，卡busy时间，停止命令时间等多重因素影响，实际读写速率是低于其理论速率的； 读写速度测试应该测试应用层的读写带宽，即传输一个大文件进行测试。