关于2440的裸跑程序中SD卡读后不能成功写入问题的讨论

问题描述：　　

　　TQ2440的官方裸跑程序中，对SD卡先进行读操作，然后再写，发现不能程序卡死。倘若对SD卡先写后读，程序可以正常运行，奇哉怪哉？

写数据的关键代码-->

while(i < BlockSize)
{         
    //开始传递数据到缓冲区
    status=rSDIFSTA;
    if((status&0x2000)==0x2000)
    { //如果发送FIFO可用，即FIFO未满
        rSDIDAT = *TxBuffer;
        TxBuffer++;
        i++;    
    }
}

 

调试与问题分析：

　　调试的时候发现，当不能在写的时候，FIFO available detect for Tx (TFDET)为0，也即是说是fifo满了。此时，程序循环了16次（i=0x10）。循环一次写入4个字节，16次刚好是fifo的最大容量64字节。这证明了，写入fifo中的数据，本应该发送给SD卡，腾空fifo以供用户继续写，却被搁置在fifo中，有进无出。就像下水道中转站被堵，上游的污水就不能继续排放一行的道理。

    先写后读是可以正常工作的，我打印了执行写函数之后部分寄存器的值，如左图所示。可以发现写后的寄存器rSDIDCNT、rSDIDSTA都恢复到了初始值。右图是执行读函数之后寄存器的值，可以发现执行读函数之后，rSDIDCNT、rSDIDSTA都没有回到初始值，都仍然停留在读函数执行的状态中。也就是说，读函数没有执行彻底，SDMMC模块没有进入到空闲状态。在没有准备好的情况下，继续进行写操作，是不可能成功的。

 

修复

　　修复的方法主要是无论读操作，还是写操作，都确认SDIO总线空闲时，然后再才退出当前的函数。这样可以保证在随后的操作中，SDMMC模块处于准备好的状态，而非遗留状态。

读函数 

/**********************************************************************************
功  能：该函数用于从SD卡中读出指定块起始地址的单个数据块
参  数：
 U32  Addr  被读块的起始地址
 U8* RxBuffer 用于接收读出数据的缓冲区
返回值：
 0 读块操作不成功
 1 读块操作成功
举  例：
 在主调函数中定义一个数组作为接收缓冲区，如U8 Rx_buffer[BlockSize];
 然后开始调用Read_One_Block(addr,Rx_buffer);
**********************************************************************************/
U8 Read_One_Block(U32 Addr,U8 * RxBuffer)
{
    U16 i=0;
    U32 status=0;
    U16 BlockSize;                        //定义块大小
    U16 BlockNumber;
    
    BlockSize=1 << SDCard_BlockSize;     //以byte为单位
    BlockNumber = ((Addr >>  SDCard_BlockSize) + 1) &0x0fff;
    
    rSDIDTIMER=0x7fffff;                // Set timeout count
    rSDIBSIZE=0x200;                    // 512byte(128word)
    rSDIFSTA=rSDIFSTA|(1<<16);            // FIFO reset
    rSDIDCON = (BlockNumber<<0)|(2<<12)|(1<<14)|(1<<16)|(1<<17)|(1<<19)|(0<<22);
    
    while(CMD17(Addr)!=1)                //发送读单个块指令
    {
#ifdef __SD_MMC_DEBUG__
        Uart_Printf("Send read addr failed!\n");
#endif
    }
    
    /* 开始接收数据到缓冲区 */
    while(i<BlockSize)
    { 
        status = rSDIDSTA;
        if(status&0x60)                    //检查是否超时和CRC校验是否出错
        {     
            rSDIDSTA=(0x3<<0x5);         //清除超时标志和CRC错误标志
#ifdef __SD_MMC_DEBUG__
        Uart_Printf("there is wrong when reading: %s.\n",status&0x20 ? "time out" :"CRC error");
#endif
            return 0;
        }        
        status=rSDIFSTA;
        if((status&0x1000)==0x1000)        //如果接收FIFO中有数据
        { 
            *RxBuffer=rSDIDAT;
            RxBuffer++;
            i++;
        }
    status = rSDIDSTA;
    Delay(2);                            //延时2ms
    rSDIDCON=rSDIDCON&~(7<<12);            //结束SDMMC模块的接收
    rSDIDSTA = status;                     //清状态标志位

    /* 确认SD卡进入了空闲状态--SDIO总线空闲 */
    rSDIDCON=(0<<18)|(1<<17)|(1<<16)|(1<<14)|(1<<12)|(BlockNumber<<0);
    rSDIDTIMER=0x7fffff;
    status = rSDIDSTA;
    while( !( ((status&0x08)==0x08) | ((status&0x20)==0x20)| ((status&0x800)==0x800) )){
        status=rSDIDSTA;
    }
    
    if( (status&0x20) == 0x20 ){
        rSDIDSTA = status; 
        return 0;
    }    
    rSDIDSTA = status;    
    return 1;
}

写函数

/**********************************************************************************
功  能：该函数用于向SD卡的一个数据块写入数据
参  数：
 U32  Addr  被写块的起始地址
 U8* TxBuffer 用于发送数据的缓冲区
返回值：
 0 数据写入操作失败
 1 数据写入操作成功
举  例：
 在主调函数中定义一个数组作为发送缓冲区，如U8 Tx_buffer[BlockSize];
 然后开始调用Write_One_Block(addr,Tx_buffer);
**********************************************************************************/
U8 Write_One_Block(U32 Addr,const U8 * TxBuffer)
{
    U16 i = 0;
    U32 status = 0;
    U16 BlockSize;                             //定义块大小
    U16 BlockNumber;
    
    BlockSize = 1<< SDCard_BlockSize;         //以byte为单位
    BlockNumber = ((Addr >>  SDCard_BlockSize) +1) &0x0fff;
    
    rSDIDTIMER=0x7fffff;                    // Set timeout count
    rSDIBSIZE=0x200;                        // 512 byte(128 word)
    rSDIFSTA = rSDIFSTA|(1<<16);             // FIFO reset
    rSDIDCON = BlockNumber|(3<<12)|(1<<14)|(1<<16)|(1<<17)|(1<<20)|(0<<22);

    while(CMD24(Addr)!=1)                     //发送写单块操作指令
    {
#ifdef __SD_MMC_DEBUG__
        Uart_Printf("Send write addr failed!\n");
#endif
    }
    /* 开始传递数据到缓冲区 */
    while(i < BlockSize)
    {         
        
        status=rSDIFSTA;
        if((status&0x2000)==0x2000)            //如果发送FIFO可用，即FIFO未满
        { 
            rSDIDAT = *TxBuffer;
            TxBuffer++;
            i++;    
        }
    }    
    
    status = rSDIDSTA;
    Delay(5);
    rSDIDCON=rSDIDCON&~(7<<12);                //结束SDMMC模块的发送
    rSDIDSTA = status; 
    
    /* 确认SD卡进入了空闲状态--SDIO总线空闲 */
    rSDIDCON=(0<<18)|(1<<17)|(1<<16)|(1<<14)|(1<<12)|(BlockNumber<<0);
    rSDIDTIMER=0x7fffff;                    // Set timeout count
    status = rSDIDSTA;
    while( !( ((status&0x08)==0x08) | ((status&0x20)==0x20)| ((status&0x800)==0x800) )){
        status=rSDIDSTA;
    }
    
    if( (status&0x20) == 0x20 ){
        rSDIDSTA = status; 
        return 0;
    }    
    rSDIDSTA = status;        
      return 1;
}

 

测试效果

　　以下操作都得到成功验证：

• 单块读
• 单块写
• 多块读（调用单块读函数实现）
• 多块写（调用单块写函数实现）
• 先读后写
• 先写后读

   　移植fatfs文件系统测试：

　　大多数操作没有故障出现，偶尔也会出现写函数卡死的情况

 

仍然存在的Bug

　　1、读函数在确认SDIO总线空闲时候，经常进入超时状态，这导致读函数的速度很慢。

　　2、移植fatfs文件系统测试，偶尔也会出现写函数卡死的情况。由于底层驱动运行缓慢，所以文件系统很卡。保存一张

482KB的bmp文件，耗费了十几秒种。