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【NuMaker-M2354试用】MicroSD 模块测评

发布于 2021-12-19 15:00:41 浏览：1047 订阅该版

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# 一、概述

`NuMaker-M2354` 是新唐针对 `M2354KJFAE` 微控制器推出的一款开发板，资源相当丰富，以下是新唐官网关于这块板子的简要介绍：

>NuMaker-M2354 由两部分组成，采用 NuMicro® M2354KJFAE 微控制器的主控板，与 Nu-Link2-Me 除错刻录器。使用者只需使用此开发板就可以开发、刻录并验证应用程序。NuMaker-M2354 可作为安全项目评估、开发、验证以及功耗监控的平台。NuMaker-M2354 平台带有 M2354KJFAE 微控制器以及完整的脚位扩展介面，提供兼容于Arduino UNO的接口，方便搭配各式接口设备或Arduino 模块，该平台提供多种的电源供应设计，让项目的开发更加灵活。
>
>NuMaker-M2354 平台具备电流量测接口可以随时监控功耗，协助项目开发与评估。 NuMaker-M2354 还带有 Wi-Fi 模块以及支援 COM/SEG LCD，让使用者能快速进行开发。
>
>NuMaker-M2354的另一部分为Nu-Link2-Me调试编程器。Nu-Link2-Me可透过SWD接口对新唐微控制器进行在线ICP编程与除错，也可以进行离线ICP编程，编程的状态会显示在状态LED上。Nu-Link2-Me也支持虚拟串口（VCOM）功能，可输出消息至终端机窗口。Nu-Link2-Me还可以与开发板分离，成为独立的批次量产编程器。

本文主要是结合 `RT-Thread` 这款操作系统，对这块板子的 `MicroSD Card` 模块做一个简要的测评。

# 二、功能模块的硬件介绍

对应于开发板实物，该板子的模块所处的位置如下所示：

![image-20211217234312601](https://gitee.com/Eureka1024/my-image-hosting-service/raw/master/img/202112191458162.png)

该板子的 `MicroSD Card` 模块对应的原理图如下：

![image-20211217233143641](https://gitee.com/Eureka1024/my-image-hosting-service/raw/master/img/202112191458163.png)

由原理图可知，主芯片与 `MicroSD Card` 模块连接采用的是 `SDIO/4bit` 协议，该协议可以保证主芯片能够以足够快的速度读写 `SD` 卡。

详细的 `SDIO/4bit` 协议请看这篇文章：[《SDIO - 1bit / 4bit V2.0 协议深度解析-简单易懂协议详解》](https://blog.csdn.net/u013606261/article/details/112567922)

# 三、功能模块的使用说明

首先，需要安装 Nu-link 驱动，下载地址：https://www.nuvoton.com.cn/products/microcontrollers/arm-cortex-m23-mcus/m2354-series/?group=Software&tab=2，安装如下图驱动即可：

![image-20211218235430502](https://gitee.com/Eureka1024/my-image-hosting-service/raw/master/img/202112191458165.png)

由于要测试 `SD`卡模块，记得要在 `SD`卡模块上先插入 `SD` 卡。

下载 RT-Thread 仓库：https://github.com/RT-Thread/rt-thread/blob/master/bsp/nuvoton/libraries/m2354/README.md

在 `numaker-m2354` 的仓库使用 `ENV` 工具。

![image-20211218231653757](https://gitee.com/Eureka1024/my-image-hosting-service/raw/master/img/202112191458166.png)

然后在 `menuconfig` 的配置中，使能 `SD` 卡模块的支持。

![image-20211218231855464](https://gitee.com/Eureka1024/my-image-hosting-service/raw/master/img/202112191458167.png)

使用 `pkgs  –-update` 命令，更新软件和管理软件包：

![image-20211218232220597](https://gitee.com/Eureka1024/my-image-hosting-service/raw/master/img/202112191458168.png)

使用 `scons  –-target=mdk5` 命令生成 `MDK5` 的工程

![image-20211218233708171](https://gitee.com/Eureka1024/my-image-hosting-service/raw/master/img/202112191458169.png)

之后便可以使用 `MDK5` 打开工程

![image-20211218233621087](https://gitee.com/Eureka1024/my-image-hosting-service/raw/master/img/202112191458170.png)

编译成功后，使用 `MDK5` 下载到板子即可。

![image-20211219081857216](https://gitee.com/Eureka1024/my-image-hosting-service/raw/master/img/202112191458171.png)

打开设备管理器，找到该板子对应的接口：

![image-20211219082227724](https://gitee.com/Eureka1024/my-image-hosting-service/raw/master/img/202112191458172.png)

使用 `putty` ，设置参数如下：

![image-20211219082726449](https://gitee.com/Eureka1024/my-image-hosting-service/raw/master/img/202112191458173.png)

之后便可以使用 `putty` 查看板子的信息，比如按下复位键后，能够看到启动的信息：

![image-20211219082920671](https://gitee.com/Eureka1024/my-image-hosting-service/raw/master/img/202112191458174.png)

之后便可以开始愉快地玩耍了。

由于官方已经实现了在该板子上使用文件系统，我们可以使用通过 `putty` 来查看和操控 `SD` 的内容。详细请看：[《RT-Thread官方文档 -- 虚拟文件系统》](https://www.rt-thread.org/document/site/#/rt-thread-version/rt-thread-standard/programming-manual/filesystem/filesystem)

我们稍微测试一下：

![image-20211219085012867](https://gitee.com/Eureka1024/my-image-hosting-service/raw/master/img/202112191458175.png)

证明了 `SD Card` 模块是可以正常使用了。

# 四、外设性能指标测试

本次使用的 `SD` 卡是 `Kingston` 的 `8GB` 高容量卡（SDHC），`class-4` 等级，传输速度不低于 `4MB/s`，这个速度完全不会限制这块板子的测试。

具体的 `SD` 卡的类型请看这篇文章：[《MEMORY系列之“SDIO”》](https://www.eet-china.com/mp/a1635.html)。

![image-20211219104630012](https://gitee.com/Eureka1024/my-image-hosting-service/raw/master/img/202112191458176.png)

`RT-Thread` 官方提供了对于文件系统的读写测试，我们直接使用，用来测试。

复制 `RT-Thread` 仓库如下路径，如下的两个C文件，分别用于 `SD` 卡的读写测试。

![image-20211219100706542](https://gitee.com/Eureka1024/my-image-hosting-service/raw/master/img/202112191458177.png)

复制到该板子的工程目录的如下路径：

![image-20211219100924186](https://gitee.com/Eureka1024/my-image-hosting-service/raw/master/img/202112191458178.png)

然后在 `MDK5` 的工程中加入这两个文件：

![image-20211219101233205](https://gitee.com/Eureka1024/my-image-hosting-service/raw/master/img/202112191458179.png)

点击编译，编译完成后点击下载，将程序下载到板子上。

然后对 `SD` 卡的 `lwr.bmp` 这个 `1MB` 大小的文件进行测试。效果如下：

![image-20211219111442569](https://gitee.com/Eureka1024/my-image-hosting-service/raw/master/img/202112191458180.png)

由结果可知：读的速度大概为 `27KB/s`，而写的速度大概为 `192KB/s`。

由于使用了操作系统和文件系统，速度还是被限制了，达不到裸机驱动时该有的速度。

# 五、模块功能的演示及代码

测试的视频链接：https://www.bilibili.com/video/BV1BM4y1c7FX?spm_id_from=333.999.0.0

测试代码github仓库地址：https://github.com/Eureka1024/NuMaker-M2354-SDCard-Test

# 六、心得体会

第一次使用新唐的单片机，不是很熟悉新塘单片机的配置和使用，但是结合 RT-Thread 和双方提供的板级支持包后，可以很快就上手使用这个板子进行各种功能的测试以及一些功能的验证，在前期开发的工程中，省却了不少力气，当然如果拿来开发做产品，还是要比较深入地去看这款板子的手册。

据说后面会在 RT-Thread Studio 上也会有支持包，到时开发起来也将更加容易，期待。

# 七、参考资料

- [《NuMaker-M2345 开发板原理图》](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20211203/41ae4d20554df6af27d4346412fc050f.pdf)

- [《NuMaker-M2354 User Manual》](https://www.nuvoton.com.cn/export/resource-files/UM_NuMaker-M2354_EN_Rev1.pdf)

- [《RT-Thread官方文档 -- 虚拟文件系统》](https://www.rt-thread.org/document/site/#/rt-thread-version/rt-thread-standard/programming-manual/filesystem/filesystem)

- [《SDIO - 1bit / 4bit V2.0 协议深度解析-简单易懂协议详解》](https://blog.csdn.net/u013606261/article/details/112567922)