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全志T113-S3驱动SD NAND的完整指南

SD NAND-贴片式TF卡-贴片式SD卡-免费测试2025-05-0516

以下是针对全志T113-S3驱动SD NAND的完整指南,涵盖硬件设计(SDIO/SPI模式)、软件驱动开发流程、常见问题排查及注意事项:


一、硬件设计:SDIO与SPI模式对比与接线

1. SDIO模式(高速模式)

适用场景

  • 需要高速数据传输(如大文件读写)

  • 支持4位或8位总线宽度

引脚连接

T113-S3引脚SD NAND引脚功能描述注意事项
PC0CLK时钟信号信号线短,阻抗匹配
PC1CMD命令/响应线上拉电阻(10kΩ)
PC2-PC5DAT0-DAT3数据线等长处理(误差≤50mil)
VCC3.3VCC电源(3.3V)需确认NAND电压规格
GNDGND就近接地

关键设计

  • 阻抗匹配:CLK信号线串联33Ω电阻,避免反射干扰。

  • 电源滤波:在VCC引脚并联0.1μF+10μF电容滤除高频/低频噪声。


2. SPI模式(低速模式)

适用场景

  • 引脚资源有限

  • 低速数据读写需求

引脚连接

T113-S3引脚SD NAND引脚功能描述注意事项
PC2SCK时钟信号降低频率防干扰
PC4MOSI主发从收建议使用屏蔽线
PC5MISO主收从发避免与高速信号并行
PC3CS片选信号上拉电阻(4.7kΩ)
PC6WP写保护(可选)接地禁用保护
PC7HOLD保持(可选)上拉电阻(10kΩ)

关键设计

  • 上拉电阻:CS、WP、HOLD必须上拉,防止信号悬空。

  • 时钟频率:建议初始设置为24MHz,稳定后逐步提升。


二、软件驱动开发:从0到1配置

1. 设备树(DTS)配置

SDIO模式配置

// 文件路径:arch/arm/boot/dts/sun8i-t113s3.dtsi
&mmc0 {
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&mmc0_pins>;  // 绑定SDIO引脚组
    vmmc-supply = <®_vcc3v3>; // 电源控制
    bus-width = <4>;           // 4位数据线
    max-frequency = <50000000>; // 50MHz
    cap-sd-highspeed;
    non-removable;            // 固定设备(如eMMC/NAND)
    status = "okay";
};

SPI模式配置

// 文件路径:arch/arm/boot/dts/sun8i-t113s3.dtsi
&spi0 {
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&spi0_pins>;  // 绑定SPI引脚组
    status = "okay";
    spi-max-frequency = <24000000>; // 24MHz

    spi_nand: spi-nand@0 {
        compatible = "spi-nand";
        reg = <0>;              // 片选0
        spi-tx-bus-width = <1>; // 单线发送
        spi-rx-bus-width = <1>; // 单线接收
        nand-ecc-engine = <&nand_ecc>; // ECC引擎
    };
};

2. 内核驱动配置

  1. 启用驱动模块

    bash

make menuconfig
  • SDIO模式

make -j8 && make dtbs            # 编译内核与设备树sudo dd if=u-boot-sunxi-with-spl.bin of=/dev/sdX bs=1k seek=8  # 烧录到SD卡
  • Device Drivers → MMC/SD/SDIO card support → 
      [*] Sunxi MMC controller support (MMC0)
      [*] MMC block device driver
  • SPI模式


    • Device Drivers → MTD → 
        [*] SPI-NAND device support
        [*] Cached read support
  • 编译与烧录


  • make -j8 && make dtbs            # 编译内核与设备树sudo dd if=u-boot-sunxi-with-spl.bin of=/dev/sdX bs=1k seek=8  # 烧录到SD卡

三、关键问题排查

1. 设备未被识别

  • 检查步骤

    1. 测量VCC电压是否稳定(3.3V±5%)。

    2. 使用示波器检测CLK/SCK信号是否存在且频率正确。

    3. 执行dmesg | grep mmc(SDIO)或dmesg | grep spi(SPI)查看驱动加载日志。

  • 典型日志分析

[    2.560000] mmc0: new high-speed SDIO card at address 0001  # SDIO识别成功[    3.120000] spi-nand spi0.0: SPI NAND ID: 0xef 0xaa 0x21   # SPI识别成功

2. 读写错误或数据损坏

  • 解决方案

    1. 降低时钟频率:在设备树中将max-frequency减半测试。

    2. 调整驱动强度:在DTS的引脚配置中添加drive-strength = <30>;(单位mA)。

    3. ECC配置:修改ECC算法(如从软ECC切换到硬件引擎):

nand-ecc-mode = "hw";
nand-ecc-strength = <4>; // 根据NAND规格调整

3. 系统启动失败

  • 根文件系统挂载失败

    1. 检查bootargs中的root=/dev/mtdblockX是否与实际分区一致。

    2. 使用mtdinfo /dev/mtd0确认分区表正确性。

四、注意事项

  1. 硬件设计

    • SDIO数据线长度差控制在±5%以内,避免时序偏移。

    • SPI模式下,CS信号线长度应短于其他信号线,减少片选延迟。

  2. 软件调试

    • 优先使用全志官方SDK(如Tina Linux),避免社区内核兼容性问题。

    • 使用mmc-utils(SDIO)或mtd-utils(SPI)工具验证底层通信。

  3. 量产建议

    • 对NAND进行坏块扫描,预留至少2%的冗余块。

    • 启用UBI文件系统(如ubifs)以提高NAND寿命。

五、参考工具与资源

  1. 调试工具

    • spidev_test:SPI通信测试工具(需内核启用CONFIG_SPI_SPIDEV)。

    • mmc_test:SDIO协议层测试模块。

  2. 文档链接

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