RV1109驱动SDNAND软硬件指南

以下是基于瑞芯微RV1109平台的SD NAND驱动软硬件指南，涵盖SPI模式与SD模式的硬件接线图、设备树配置及驱动代码例程，结合多个实际案例与开发文档整理而成：

一、硬件设计指南

1. SPI模式接线图

• 核心引脚定义：

  SD NAND引脚	RV1109 SPI接口	功能描述
  CS（引脚1）	SPI_CS0	片选信号，低电平有效
  DI（引脚2）	SPI_MOSI	主设备输出，从设备输入
  VSS（引脚3）	GND	电源地
  VDD（引脚4）	3.3V	电源（需符合SD NAND规格）
  CLK（引脚5）	SPI_CLK	SPI时钟信号
  VSS（引脚6）	GND	电源地
  DO（引脚7）	SPI_MISO	主设备输入，从设备输出
  RSV（引脚8）	NC	保留引脚，悬空

• 注意事项：

• 上拉电阻：建议在CS、CLK、MOSI、MISO线上添加4.7KΩ上拉电阻，增强信号稳定性。

• 电源隔离：VDD需独立供电，避免电源噪声影响通信。

2. SD模式接线图

• 4-bit并行模式：

  SD NAND引脚	RV1109 SD接口	功能描述
  CLK（引脚5）	SD_CLK	时钟信号
  CMD（引脚2）	SD_CMD	命令/响应线
  DAT0（引脚7）	SD_DAT0	数据线0（必须连接）
  DAT1（引脚8）	SD_DAT1	数据线1（可选，4-bit需连）
  DAT2（引脚9）	SD_DAT2	数据线2（可选，4-bit需连）
  DAT3（引脚1）	SD_DAT3	数据线3（可选，4-bit需连）
  VDD/VSS	3.3V/GND	电源与地

• 注意事项：

• 总线宽度：4-bit模式下需连接DAT0-3，1-bit模式仅需DAT0。

• 信号完整性：高速模式下需控制PCB走线长度，并匹配阻抗（50Ω差分）。

二、设备树配置

1. SPI模式配置

&spi0 {
    status = "okay";
    max-frequency = <50000000>; // 最大频率50MHz
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&spi0m1_clk &spi0m1_cs0 &spi0m1_miso &spi0m1_mosi>;
    
    spidev@0 {
        compatible = "rockchip,spidev";
        reg = <0>;
        spi-max-frequency = <24000000>; // 实际工作频率24MHz
        spi-cpol = <1>; // CPOL=1
        spi-cpha = <1>; // CPHA=1
    };
};

• 关键参数：

• spi-max-frequency：根据SD NAND规格调整（如25MHz SPI NAND需设为25000000）。

• pinctrl：需与硬件实际连接的GPIO组匹配（如spi0m1对应GPIO组2）。

2. SD模式配置

&sdhci {
    status = "okay";
    bus-width = <4>; // 4-bit数据总线
    max-frequency = <50000000>; // 50MHz时钟
    cap-sd-highspeed; // 支持高速模式
    cap-mmc-highspeed;
    non-removable; // 固定设备（SD NAND）
    vmmc-supply = <&vcc_sd>; // 电源控制
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&sdmmc_clk &sdmmc_cmd &sdmmc_det &sdmmc_bus4>;
};

三、软件驱动代码例程

1. SPI模式读写示例

#include <linux/spi/spidev.h>#include <fcntl.h>#include <unistd.h>#define SPI_DEV "/dev/spidev0.0"int spi_transfer(int fd, uint8_t *tx, uint8_t *rx, int len) {
    struct spi_ioc_transfer tr = {
        .tx_buf = (unsigned long)tx,
        .rx_buf = (unsigned long)rx,
        .len = len,
        .speed_hz = 24000000,
        .bits_per_word = 8,
    };
    return ioctl(fd, SPI_IOC_MESSAGE(1), &tr);}int main() {
    int fd = open(SPI_DEV, O_RDWR);
    uint8_t tx[512] = {0}, rx[512] = {0};
    
    // 初始化设置
    ioctl(fd, SPI_IOC_WR_MODE, SPI_MODE_3); // CPOL=1, CPHA=1
    ioctl(fd, SPI_IOC_WR_MAX_SPEED_HZ, 24000000);

    // 发送CMD0（复位命令）
    tx[0] = 0x40; // CMD0索引
    spi_transfer(fd, tx, rx, 6);

    // 读取数据块
    tx[0] = 0x51; // CMD17（读单块）
    spi_transfer(fd, tx, rx, 512);
    close(fd);
    return 0;}

2. SD模式初始化流程

// 初始化步骤u8 SD_Initialize(void) {
    SD_SPI_Init(); // 初始化SPI接口
    SD_SPI_SpeedLow(); // 低速模式（<400KHz）
    for (int i=0; i<74; i++) SD_SPI_ReadWriteByte(0xFF); // 发送74个时钟脉冲
    SD_SendCmd(CMD0, 0, 0x95); // 进入IDLE状态
    SD_SendCmd(CMD8, 0x1AA, 0x87); // 检测SD V2.0协议
    // ...省略后续ACMD41初始化流程
    SD_SPI_SpeedHigh(); // 切换至高速模式（50MHz）}

四、调试与优化

1. 信号完整性测试：

• 使用示波器检查CLK与数据线波形，确保无过冲或振铃。

• 若SPI模式下数据错误，可降低时钟频率（如12MHz）测试稳定性。

2. 功耗管理：

• 在设备树中配置vmmc-supply动态控制电源，降低待机功耗。

3. 性能优化：

• SD模式启用DMA传输（配置dmas与dma-names）提升吞吐量。

• 使用mmc-utils工具测试读写速度（如mmc_test）。

五、参考资料

1. RV1109 SPI设备树配置与驱动代码

2. SD卡SPI模式硬件连接与初始化

3. 瑞芯微SDHCI驱动调试案例

如需完整代码或硬件原理图，可参考上述链接或联系开发者获取SDK支持。

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