CE下基于Zylonite硬件平台的SD卡驱动开发 01 计算机技术, Windows, 电子技术, 智能手机, 半导体

samwalton

本文结合实际项目（一款以WINCE为操作系统内核的GSM/PHS双模智能手机）对嵌入式系统Windows CE5.0的底层驱动（SD卡）的架构进行了分析和研究。
以MARVELL公司提供的基于INTEL Zylonite硬件平台的BSP为基础，利用Windows CE5.0的Platform Builder集成开发环境（IDE）开发适合实际项目的SD卡驱动代码，分别以轮询和中断方式实现该驱动的动态加载，并深入分析SD卡驱动（流驱动）的详细的加载过程。

引言
随着通信领域新业务需求的不断增长及计算机技术，半导体技术和电子技术的术的迅速发展，嵌入式系统异军突起，已经渗透到社会生活的方方面面了。它是集软件，硬件于一体的高可靠性系统。其最大特点即为可以通过裁减装卸系统模块来配置整个平台所要求的功能。
Windows CE是由微软公司所开发的一个嵌入式操作系统，它与Windows平台的编程接口有很强的兼容性。其平台开发工具Platform Builder是一个完全集成的开发环境（IDE）。
本项目所涉及的硬件开发套件Intel Zylonite Development System装配有Intel的Xscale芯片处理器Monahans L(PXA300),并配有相关外设电路接口（USB2.0，SD/MMC，音频，以太网口等）及外设（触摸屏，KEYPAD，扬声器，听筒，话筒等）。其独特的结构优化能力保证了操作环境和通用应用设备可以在高频率和的情况下快速处理任务。
1、 WINCE 下的SD卡驱动架构
Wince 下SD卡驱动协议栈组成 ：
u HOST硬件底层部分 （主控制端驱动） SDHC_XXX.DLL
u BUS 中间逻辑命令层 （总线驱动） SDBUS.DLL
u CLIENT上层（客户端驱动） SDMEMORY.DLL

1.1、主控制端驱动
主控制端驱动控制包含主控制器硬件，遵循主控制端驱动接口，它被用于总线驱动通信和设置操作参数。主控制器驱动接口提供一个硬件提取层，在总线和主控制端执行之间。
即：SDHC_XXX.DLL是最底层,因为这层是硬件关联层，因此取名XXX便是为了对应的具体的硬件BSP包（如本项目的硬件平台是ZYLONITE，其硬件供应商给的BSP包名即为ZYLONITE,在实际项目中我们便将SDHC_XXX.DLL取代为SDHC_ZYLONITE.DLL），它负责具体的发命令，大多数情况下都需要修改。
1.2、总线驱动
总线驱动作为提取和管理层处于主控制驱动和客户端驱动之间。它包括在SDbus.dll文件。为客户端驱动提供了标准的API，允许运行在任何的基于windows ce设备。总线驱动将是独立于应用程序和主控制端驱动，在不同的处理器之间移植，并不需要改动。SDBus.dll是中间层,负责整合命令和管理。
1.3、客户端驱动
客户端驱动和SD客户端驱动通信接口允许客户端驱动去和SD设备通信。客户端驱动接口是有计划地抽象SD总线物理设备的执行，提供了客户端驱动最大的弹性。客户端驱动接口允许客户端驱动去衡量一个单一的，同步的访问存储卡驱动使用一个线程，异步通信设备驱动。SDMemory.dll是最高层，类似于应用层。
2.立足微软SD卡协议栈开发Zylonite 的BSP包的SD卡驱动
当我们开发SD卡驱动时，并详细分析比较了Microsoft的SD驱动架构和Intel所提供的BSP内的参考SD卡驱动以后，可以得出如下结论：
针对主控制端驱动（SDHC_XXX.DLL）：因为这一层是直接操作硬件的一层，所以大多数情况下都需要修改。修改的内容基本为收发命令部分以及数据传输和硬件初始化部分.
针对总线驱动（SDBUS.DLL）：因为这一层处于主控制驱动和客户端驱动之间，用于他们之间的通信，SD卡总线请求都放在它里面，微软提供了非常完备的样例代码，所以我们一般都不需要改动，直接调用它的接口就可以了。
针对客户端驱动（ SDMEMORY.DLL）：因为SDMemory就是所谓的Client层，类似于应用层，它还可用来识别卡的,不同种类的卡,比如sd memory card等，鉴于我们只需开发SD卡部分的驱动，所以也不需要怎么修改了（如果我要开发SD接口的SDIO设备，那么就得在这层做比较大的改动了）。
Intel所提供的BSP内的参考SD卡驱动自己实现了主控制端驱动（SDHC_ZYLONITE.DLL），而调用并保留了总线驱动（SDBUS.DLL）和客户端驱动（ SDMEMORY.DLL）。因此结合具体的硬件设计（SD卡的CONNECTOR等），我们的主要任务便是利用BSP内的SD卡主控制端驱动代码，开发（配置并改进）我们实际项目内的SD卡驱动。
2.1、Zylonite BSP内的SD卡主控制端驱动概述
SD卡的驱动程序是以流的形式提供的,而该SD卡主控制端驱动以sdhc_zylonite.dll 的形式提供，入口在: \WINCE500\PLATFORM\Zylonite\public\csp\monahans\sdhc
有如下两个文件：
sdcontrol.c：内含一个非常重要的线程---SDControllerISTHandler，
主要负责卡与控制器的交互，处理控制器接收的消息等，具体的控制和处理函数均在此文件中。
main.c: SDH(主控制端驱动)的导出流接口在该文件中实现，并
包含有主控制端驱动的（sdhc_zylonite.dll）的入口点。
SD卡硬件初始化及其主控制端驱动的注册表信息设置路径为：
\WINCE500\PLATFORM\Zylonite\Platform\ZYLONITE\SRC\DRIVERS\SDHC
主要文件为：
impl.c: 主要是在加载SD卡主控制端驱动时初始化硬件。内含一个非常重要的线程---- SDCardDetectIstThread，专门处理SD卡的插拔操作。但是具体的插拔操作也是在Sdcontrol.c文件实现的。
2.2、结合实际项目的开发流程
2.2.1 SD卡的外部引脚及功能配置
在实际项目（一款以WINCE为操作系统内核的GSM/PHS双模智能手机）中，SD卡的外部引脚与Monahans_L的GPIO连接图及连接控制器的电路图如下所示：

由上可得，先要配置SD卡的外部引脚及功能。而SD卡的引脚配置在其下的 \source 文件夹的xllp_mmc_board.c文件XllpMMCConfigure函数内修改。