RT-Thread-[RA8D1-Vision Board] sd卡实践RT-Thread问答社区

[RA8D1-Vision Board] sd卡实践

发布于 2024-04-26 21:17:22 浏览：377 订阅该版

[tocm]

# 芯片中SDHI简介
阅读瑞萨官方手册得知RA8D1里有一个SDHI(Secure Digital Host Interface)控制器和一个用于emmc的控制器MultiMediaCard (MMC) Interface。其中SDHI(在手册里也被叫做SD1)支持一线、四线操作，支持sd卡和sdio卡，速度模式支持Default Speed mode, High Speed mode, SDR12和SDR25。而emmc控制器(在手册里是SD0)支持一线、四线、八线操作。这两控制器软件编程上其实是差不多的。另外简单看了控制器的寄存器布局，和所谓的SDHCI(Secure Digital Host Controller Interface)不一样，故而不是SDHCI兼容的。

# vision board板级情况
查阅vision board原理图可知板载一个tf卡插槽，信号都是3.3v，引脚都接入瑞萨手册里称之为SD1的控制器，tf卡槽的CD引脚是P503，vdd直接接3.3v未用gpio控制，所以板子开机tf卡就上电了

# fsp配置
由上述信息可以在fsp配置，fsp用法蛮简单的和cubemx有点像，这里略过。其实我们有一种偷懒办法--sdk有如下几个project配置了SDHI：doom, nes, vision_board_openmv。任意挑一个project，把它的ra,ra_cfg和ra_gen三个目录拷贝过来就可以用了

# RT-Thread配置
仿照nes/vision_board_mipi_2.0inch_nes弄了一个vision_board_sdhi目录。scons menuconfig配置时我们需要打开这几个选项：RT_USING_DFS, BSP_USING_SDCARD_FS, BSP_USING_SDHI1。

注意点：
- SDHI Detection Pin Name设置为p503，默认就是这个引脚;
- DFS版本选V1;
- SDHI_USING_1_BIT可选可不选，理论上4bit模式速度应该更快(可见下面实际性能测试数据)。vision_board_sdhi项目默认配置是未选中SDHI_USING_1_BIT。

# sd卡测试程序
引入文件系统后，测试程序可以用普通的文件测试用例，RT-Thread的examples/file/目录下有现成的:readspeed.c、readwrite.c 、writespeed.c，把它们拷贝到board/ports/目录下.

# 开机挂载sd卡
仿照nes project在src/hal_entry.c中插入如下代码挂载sd卡:

```c
    rt_device_t device;
    device = rt_device_find("sd");
    while (device == NULL)
    {
        device = rt_device_find("sd");
        rt_pin_write(LED_PIN, PIN_HIGH);
        rt_thread_mdelay(200);
        rt_pin_write(LED_PIN, PIN_LOW);
        rt_thread_mdelay(200);
    }
```

# 测试和性能数据对比
读写测试
```bash
msh />readwrite rttestfile
[W/time] Cannot find a RTC device!
[W/time] Cannot find a RTC device!
[W/time] Cannot find a RTC device!
read/write test successful!
```

读性能数据
```bash
msh />readspeed /Image
File read speed: 1416000 byte/s
```
写性能数据

```bash
msh />writespeed rtwritetest
[W/time] Cannot find a RTC device!
[W/time] Cannot find a RTC device!
File write speed: 249000 byte/s
```

Enable SDHI_USING_1_BIT后的读写性能数据:
```bash
msh />readspeed /Image
File read speed: 1103000 byte/s
msh />writespeed /rtfiletest2
[W/time] Cannot find a RTC device!
[W/time] Cannot find a RTC device!
File write speed: 249000 byte/s
```
由此可以看出读性能4bit模式比1bit模式高，写性能则没变化。

# 总结感想
RT-Thread文件系统这快做的很不错，通用化、模块化，甚至测试用例都给写好了。移植到新的芯片只要适配下存储相关的主控比如sdhi、spi/qspi/ospi flash控制器后，文件系统就自然可用了。

vision board sd卡读写性能应该还有大大优化的空间，理论上default speed频率上限是25MHZ，在四线模式下也该有12.5MB/s总线速度，需要研究下sdclk和SDHI控制器的时钟频率是不是最优。

# 后记
调试发现性能和block大小有关，默认512字节，如果用8192或81920字节，速度就上来了。
四线读写性能：
```bash
msh />readspeed /Image 8192
File read speed: 6714000 byte/s
msh />readspeed /Image 81920
File read speed: 6791000 byte/s
msh />writespeed /rttwritetest 8388608 8192
[W/time] Cannot find a RTC device!
[W/time] Cannot find a RTC device!
File write speed: 1835000 byte/s
```
可以看到block size由8192字节增加到81920字节，性能提升并不明显。再看看一线模式：

```bash
msh />readspeed /Image 8192
File read speed: 2829000 byte/s
msh />readspeed /Image 81920
File read speed: 2843000 byte/s
msh />readspeed /Image 819200
File read speed: 2847000 byte/s
msh />writespeed /rttwritetest 8388608 8192
[W/time] Cannot find a RTC device!
[W/time] Cannot find a RTC device!
File write speed: 1302000 byte/s

```