Rockchip SDMMC, SDIO und eMMC: Vollständiger Leitfaden zu DTS, Moduswechsel und Kompatibilität

Plattformreferenz zur ArmSoM-Anpassung, keine Zusage sämtlicher Funktionen für jede Platine. Quellen: Rockchip_Developer_Guide_SDMMC_SDIO_eMMC_CN.pdf (22 Seiten) und die englische Ausgabe (25 Seiten), beide V1.4.0, RK-KF-YF-121. Chinesisch folgt dem chinesischen Original, Englisch dem englischen. Russisch und Deutsch übersetzen Englisch vollständig; Unterschiede werden vor Ort kenntlich gemacht. Chinesisch verwendet chinesische Originalabbildungen, die anderen Ausgaben diejenigen des englischen PDFs. Schon das englische PDF enthält chinesische Beschriftungen im Oszilloskopbild; diese werden nicht als übersetzte Grafik ausgegeben. Konkrete ArmSoM-Platine, SoC, SDK/BSP, Kernel, DTS, IO-Spannung, Speicherbaustein und WiFi-Verdrahtung prüfen. Keine Hardwarevalidierung; Protokolle, Frequenzen und Signalverläufe sind Quellenbeispiele, keine ArmSoM-Messungen.

Sicherheit: Die Quellverfahren umfassen Zustandsänderungen, Treiberabbindung, Schreib-/Löschtests, Formatierung und fsck-Reparatur. Sie können Daten zerstören. Nur an einer eindeutig identifizierten, gesicherten und ausschließlich zum Testen verwendeten Karte bewerten, nicht ungeprüft am Systemdatenträger oder Produktivgerät. Während der Bearbeitung wurde keines dieser Verfahren ausgeführt.

ArmSoM Docs · Rockchip Linux · EDITORIAL-NOTES

1. DTS-Konfiguration

1.1 DTS-Konfiguration für SDMMC

(1) max-frequency = <150000000>;

Diese Einstellung legt die Betriebsfrequenz der SD-Karte fest. Trotz der Angabe 150MHz wird sie abhängig vom Kartenmodus angepasst. Darum muss sich der Benutzer nicht kümmern; die Software stellt den Zusammenhang zwischen Betriebsfrequenz und Modus her. Das Maximum überschreitet 150MHz nicht.

(2) supports-sd;

Diese erforderliche Einstellung kennzeichnet einen SD-Kartensteckplatz. Ohne sie lässt sich die Karte nicht initialisieren. Nach Kernel 4.19 wird sie nicht mehr verwendet: Die Kombination no-sdio und no-mmc kennzeichnet einen ausschließlich für SD vorgesehenen Steckplatz ohne SDIO- und MMC-Unterstützung.

(3) bus-width = <4>;

Die Einstellung legt die Busbreite der SD-Karte fest. Maximal werden 4 Leitungen unterstützt; ohne Einstellung wird 1 Leitung verwendet. Nur 1 und 4 sind zulässig. Andere Werte gelten als ungültig und erzwingen den Betrieb mit 1 Leitung.

(4) cap-mmc-highspeed; cap-sd-highspeed;

Diese Einstellungen kennzeichnen die Unterstützung von Highspeed-SD-Karten. Ohne sie werden solche Karten nicht im Highspeed-Modus unterstützt.

(5) SD3.0 konfigurieren

Zunächst sicherstellen, dass der Chip SD3.0 unterstützt. Die IO-Versorgung vqmmc des SDMMC-Controllers konfigurieren und folgende SD3.0-Geschwindigkeitsmodi ergänzen:

(6) 3V3-Versorgung der SD-Karte konfigurieren

Wird der standardmäßige Versorgungsschaltpin des SDMMC-Controllers sdmmc_pwren verwendet, genügt es, dessen Funktion in pinctrl festzulegen und ihn im default-pinctrl des sdmmc-Knotens zu referenzieren. Beispiel für RK312X:

sdmmc_pwren: sdmmc-pwren {
    rockchip,pins = <1 RK_PB6 1 &pcfg_pull_default>;
};
pinctrl-0 = <&sdmmc_pwr &sdmmc_clk &sdmmc_cmd &sdmmc_bus4>;

Wird ein anderer GPIO zur Steuerung der 3V3-Kartenversorgung verwendet, diesen als Regulator definieren und in vmmc-supply des sdmmc-Knotens referenzieren, beispielsweise:

sdmmc_pwr: sdmmc-pwr {
    rockchip,pins = <7 11 RK_FUNC_GPIO &pcfg_pull_none>;
};
vcc_sd: sdmmc-regulator {
    compatible = "regulator-fixed";
    gpio = <&gpio7 11 GPIO_ACTIVE_LOW>;
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&sdmmc_pwr>;
    regulator-name = "vcc_sd";
    regulator-min-microvolt = <3300000>;
    regulator-max-microvolt = <3300000>;
    startup-delay-us = <100000>;
    vin-supply = <&vcc_io>;
};
&sdmmc {
    vmmc-supply = <&vcc_sd>;
};

(7) Erkennungspin für das Einstecken und Entfernen der SD-Karte konfigurieren

Ist der Erkennungspin direkt mit sdmmc_cd des SDMMC-Controllers verbunden, seine entsprechende Funktion konfigurieren und ihn im default-pinctrl des sdmmc-Knotens referenzieren.

Bei einem anderen GPIO cd-gpios im sdmmc-Knoten konfigurieren, beispielsweise:

cd-gpios = <&gpio4 24 GPIO_ACTIVE_LOW>;

Wird ein GPIO mit invertierter Erkennung benötigt, also hohem Pegel bei eingesteckter SD-Karte, Folgendes ergänzen:

cd-inverted;

1.2 DTS-Konfiguration für SDIO

(1) max-frequency = <150000000>;

Wie bei SD-Karten überschreitet die maximale Betriebsfrequenz 150MHz nicht. Bei SDIO2.0-Geräten wird automatisch auf maximal 50MHz begrenzt; SDIO3.0 unterstützt bis zu 150MHz.

(2) supports-SDIO;

Diese erforderliche Einstellung kennzeichnet die SDIO-Funktion des Steckplatzes. Ohne sie lässt sich das SDIO-Gerät nicht initialisieren. Nach Kernel 4.19 wird sie durch no-sd zusammen mit no-mmc ersetzt: Der Steckplatz unterstützt weder SDMMC noch MMC und ist ausschließlich für SDIO bestimmt.

(3) bus-width = <4>;

Entspricht der Einstellung für SD-Karten.

(4) cap-sd-highspeed;

Entspricht der Einstellung für SD-Karten; auch bei SDIO-Geräten wird nach Highspeed-Unterstützung unterschieden.

(5) cap-sdio-irq;

Die Einstellung kennzeichnet, ob das SDIO-Gerät, gewöhnlich WiFi, SDIO-Interrupts unterstützt. Bei einem OOB-Interrupt diesen Eintrag nicht ergänzen. Den unterstützten Interrupttyp beim WiFi-Hersteller erfragen.

(6) keep-power-in-suspend;

Die englische Quelle beschreibt die Einstellung als Unterstützung des Abschaltens im Schlafzustand und empfiehlt sie standardmäßig, da WiFi gewöhnlich ein Aufwecken aus tiefem Schlaf benötigt. Abgleichhinweis: Die chinesische Quelle, S. 6, spricht ausdrücklich vom Beibehalten der Versorgung im Schlaf; die englische Formulierung ist dazu widersprüchlich.

(7) mmc-pwrseq = <&sdio_pwrseq>;

Dies ist die erforderliche Versorgungssteuerung des SDIO-Geräts, gewöhnlich WiFi. Ohne sie kann WiFi nicht eingeschaltet werden und arbeiten. Im folgenden Beispiel Quarztakt und Reset-/Enable-GPIO entsprechend der tatsächlichen Platinenhardware wählen.

sdio_pwrseq:sdio-pwrseq {
        compatible ="mmc-pwrseq-simple";
        clocks = <&rk808 1>;
        clock-names ="ext_clock";
        pinctrl-names ="default";
        pinctrl-0 =<&wifi_enable_h>;
        /*
        * On the module itself this is one of these (depending
        * on the actual card populated):
        * - SDIO_RESET_L_WL_REG_ON
        * - PDN (power down when low)
        */
        reset-gpios = <&gpio0 10GPIO_ACTIVE_LOW>; /* GPIO0_B2 */
};

(8) non-removable;

Kennzeichnet ein nicht entfernbares Gerät im Steckplatz. Für SDIO ist dieser Eintrag erforderlich.

(9) num-slots = <4>;

Entspricht der Einstellung für SD-Karten.

(10) sd-uhs-sdr104;

Legt fest, ob das SDIO-Gerät SDIO3.0 unterstützt. Voraussetzung ist eine WiFi-IO-Spannung von 1.8v.

1.3 DTS-Konfiguration für eMMC

(1) max-frequency = <150000000>;

Wie bei SD-Karten beträgt das Maximum 150MHz. Im eMMC-Highspeed-Modus wird automatisch auf 50MHz zurückgeschaltet; eMMC HS200 unterstützt bis zu 150MHz.

(2) supports-emmc;

Diese erforderliche Einstellung kennzeichnet einen eMMC-Steckplatz. Ohne sie lässt sich eMMC nicht initialisieren. Nach Kernel 4.19 wird stattdessen no-sd mit no-sdio kombiniert: Der Steckplatz unterstützt weder SDMMC noch SDIO und ist ausschließlich für eMMC vorgesehen.

(3) bus-width = <4>;

Entspricht der Einstellung für SD-Karten.

(4) mmc-ddr-1_8v;

Kennzeichnet die Unterstützung des Modus 50MDDR.

(5) mmc-hs200-1_8v;

Kennzeichnet die Unterstützung des Modus HS200.

(6) mmc-hs400-1_8v; mmc-hs400-enhanced-strobe

Diese beiden Einstellungen kennzeichnen die Unterstützung von HS400 und HS400ES. Die Unterstützung des jeweiligen Chips seiner Spezifikation entnehmen.

(7) non-removable;

Erforderliche Einstellung zur Kennzeichnung eines nicht entfernbaren Geräts im Steckplatz.

2. Frequenz- und Moduswechsel

(1) Der Modus lässt sich über die oben beschriebenen DTS-Einstellungen wechseln.

(2) Soll die Firmware unverändert bleiben, kann dynamisch umgeschaltet werden.

Laut Quelle enthält Kernel 6.1 diese Commits bereits; andere Plattformen benötigen deren Übernahme.

commit 0c11160a3c03bcf41fd1217d5e44e68ff078c54b
Author: Shawn Lin <shawn.lin@rock-chips.com>
Date: Tue Nov 5 18:05:50 2024 +0800
    mmc: debugfs: Allow more host caps to be modified
    Change-Id: I2d5df7bc95eaa4a380b5107364aff8df3a759788
commit 478cdcd25cba8be5cfcf56b503b0e070f5aef245
Author: Vincent Whitchurch <vincent.whitchurch@axis.com>
Date: Fri Sep 29 09:45:09 2023 +0200
    UPSTREAM: mmc: debugfs: Allow host caps to be modified
    Change-Id: I6ea2fc093234785e05d05128556c60ef42da02a4
commit a5a3ea5e45d09cff84c04b515b5b71d4dd76524e
Author: Vincent Whitchurch <vincent.whitchurch@axis.com>
Date: Fri Sep 29 09:45:08 2023 +0200
    UPSTREAM: mmc: core: Always reselect card type
    Change-Id: Ie80514ade3b267901818f477d74d91cf7c13e103

2.1 Dynamischer Wechsel bei SD/SDIO

(1) DTS für den höchsten unterstützten Geschwindigkeitsmodus konfigurieren. Die MMC-Geräte-ID und Kartenadresse dem Protokoll entnehmen. Beispiel einer TF-Karte:

[ 5.739929] mmc_host mmc1: Bus speed (slot 0) = 400000Hz (slot req 400000Hz, actual 400000HZ div = 0)
[ 5.941037] mmc_host mmc1: Bus speed (slot 0) = 198000000Hz (slot req 200000000Hz, actual 198000000HZ div = 0)
[ 5.941682] dwmmc_rockchip 2a310000.mmc: Successfully tuned phase to 90
[ 5.941705] mmc1: new ultra high speed SDR104 SDHC card at address aaaa
[ 5.943229] mmcblk1: mmc1:aaaa SC32G 29.7 GiB

Daraus lassen sich drei Informationen ablesen:

Die MMC-Geräte-ID ist 1, also mmc1.

Die Adresse der TF-Karte lautet aaaa; die kombinierte Gerätekennung lautet mmc1:aaaa.

Aktueller Modus: sdr104; Frequenz: 198MHz.

(2) Da das Gerät mmc1 ist, mit cd /sys/kernel/debug/mmc1 in dessen Verzeichnis wechseln. Bei mmc0 entsprechend das Verzeichnis mmc0 verwenden.

(3) Um im aktuellen Modus nur die Frequenz auf 100MHz zu ändern, echo 100000000 > clock ausführen. Andere Frequenzen entsprechend einstellen.

root@rk3576-buildroot:/sys/kernel/debug/mmc1# echo 100000000 > clock
[ 86.451685] mmc_host mmc1: Bus speed (slot 0) = 100000000Hz (slot req 100000000Hz, actual 100000000HZ div = 0)

(4) In High speed mit standardmäßig 50MHz wechseln.

#Execute the following commands in the sys/kernel/debug/mmc1 directory:
echo $(($(cat caps) | (1 << 7))) > caps
echo on > /sys/bus/mmc/devices/mmc1\:aaaa/power/control
echo auto > /sys/bus/mmc/devices/mmc1\:aaaa/power/control
echo $(($(cat caps) & ~(1 << 19))) > caps
echo on > /sys/bus/mmc/devices/mmc1\:aaaa/power/control
#You can see the switch has occurred
[ 78.304578] mmc_host mmc1: Bus speed (slot 0) = 400000Hz (slot req 400000Hz, actual 400000HZ div = 0)
[ 78.501126] mmc_host mmc1: Bus speed (slot 0) = 50000000Hz (slot req 50000000Hz, actual 50000000HZ div = 0)
#Execute the following command to confirm the switch was successful
grep timing ios
timing spec: 2 (sd high-speed) #High speed mode now

(5) In Default speed mit standardmäßig 25MHz wechseln.

#Execute the following commands in the sys/kernel/debug/mmc1 directory:
echo $(($(cat caps) | (1 << 7))) > caps
echo on > /sys/bus/mmc/devices/mmc1\:aaaa/power/control
echo auto > /sys/bus/mmc/devices/mmc1\:aaaa/power/control
echo $(($(cat caps) & ~(1 << 2))) > caps
echo on > /sys/bus/mmc/devices/mmc1\:aaaa/power/control
#You can see the switch has occurred
[ 287.590885] mmc_host mmc1: Bus speed (slot 0) = 400000Hz (slot req 400000Hz, actual 400000HZ div = 0)
[ 287.784531] mmc_host mmc1: Bus speed (slot 0) = 25000000Hz (slot req 25000000Hz, actual 25000000HZ div = 0)
#Execute the following command to confirm the switch was successful
grep timing ios
timing spec: 0 (legacy) #Default speed mode now

2.2 Dynamischer Wechsel bei eMMC

(1) DTS für den höchsten unterstützten Geschwindigkeitsmodus konfigurieren. Die MMC-Geräte-ID und Adresse dem Protokoll entnehmen. Beispiel für eMMC des RK3588:

[ 2.260445] mmc0: Command Queue Engine enabled
[ 2.260458] mmc0: new HS400 Enhanced strobe MMC card at address 0001
[ 2.260740] mmcblk0: mmc0:0001 BJTD4R 29.1 GiB

Daraus lassen sich drei Informationen ablesen:

Die MMC-Geräte-ID ist 0, also mmc0.

Die eMMC-Adresse lautet 0001; die kombinierte Gerätekennung lautet mmc0:0001.

Aktueller Modus: HS400; die standardmäßige eMMC-Frequenz dieser Plattform beträgt 198MHz.

(2) Da das Gerät mmc0 ist, mit cd /sys/kernel/debug/mmc0 in dessen Verzeichnis wechseln. Bei mmc1 entsprechend das Verzeichnis mmc1 verwenden.

(3) Zum Frequenzwechsel im aktuellen Modus echo 100000000 > clock verwenden; andere Frequenzen entsprechend einstellen.

# First confirm the default frequency and mode
root@rk3588-buildroot:/sys/kernel/debug/mmc0# grep clock ios
clock: 200000000 Hz actual clock: 198000000 Hz #Default 198MHz
root@rk3588-buildroot:/sys/kernel/debug/mmc0# grep timing ios
timing spec: 10 (mmc HS400 enhanced strobe) #HS400es mode
# Begin frequency switching
root@rk3588-buildroot:/sys/kernel/debug/mmc0# echo 100000000 > clock
root@rk3588-buildroot:/sys/kernel/debug/mmc0# grep clock ios
clock: 100000000 Hz actual clock: 100000000 Hz #Switched to 100MHz
root@rk3588-buildroot:/sys/kernel/debug/mmc0# grep timing ios
timing spec: 10 (mmc HS400 enhanced strobe) #Still HS400es mode

(4) In HS200 mit standardmäßig 198MHz wechseln.

# Execute the following commands in the sys/kernel/debug/mmc0 directory:
echo $(($(cat caps) | (1 << 7))) > caps
echo on > /sys/bus/mmc/devices/mmc0:0001/power/control
echo auto > /sys/bus/mmc/devices/mmc0:0001/power/control
echo $(($(cat caps2) & ~(1 << 15))) > caps2
echo on > /sys/bus/mmc/devices/mmc0:0001/power/control
# Execute the following command to confirm the switch was successful
grep timing ios
timing spec: 9 (mmc HS200) #HS200 mode now

(5) In High speed mit standardmäßig 50MHz wechseln.

# Execute the following commands in the sys/kernel/debug/mmc0 directory:
echo $(($(cat caps) | (1 << 7))) > caps
echo on > /sys/bus/mmc/devices/mmc0:0001/power/control
echo auto > /sys/bus/mmc/devices/mmc0:0001/power/control
echo $(($(cat caps) & ~(1 << 1))) > caps
echo on > /sys/bus/mmc/devices/mmc0:0001/power/control
# Execute the following command to confirm the switch was successful
grep timing ios
timing spec: 1 (mmc high-speed) #High speed mode now

2.3 Weitere Hinweise

Neben Frequenz und Modus lassen sich die Busbreite sowie die Unterstützung von CMD23, CQE und DCMD umschalten. Eine Verringerung der Busbreite kann den Modus automatisch herabsetzen. Beispiel für mmc0:0001:

# Execute the following commands in sequence in the sys/kernel/debug/mmc0 directory:
echo $(($(cat caps) | (1 << 7))) > caps
echo on > /sys/bus/mmc/devices/mmc0\:0001/power/control
echo auto > /sys/bus/mmc/devices/mmc0\:0001/power/control
# Select the following switching configurations as needed
echo $(($(cat caps) & ~(1 << 6))) > caps # Remove 8-bit support
echo $(($(cat caps) | (1 << 6))) > caps # Add 8-bit support
echo $(($(cat caps) & ~(1 << 0))) > caps # Remove 4-bit support
echo $(($(cat caps) | (1 << 0))) > caps # Add 4-bit support
echo $(($(cat caps) & ~(1 << 30))) > caps # Remove cmd23 support
echo $(($(cat caps) | (1 << 30))) > caps # Add cmd23 support
echo $(($(cat caps) & ~(1 << 30))) > caps # Remove cmd23 support
echo $(($(cat caps) | (1 << 30))) > caps # Add cmd23 support
echo $(($(cat caps2) & ~(1 << 23))) > caps2 # Remove cqe support
echo $(($(cat caps2) | (1 << 23))) > caps2 # Add cqe support
echo $(($(cat caps2) & ~(1 << 24))) > caps2 # Remove cqe dcmd support
echo $(($(cat caps2) | (1 << 24))) > caps2 # Add cqe dcmd support
# Execute this again
echo on > /sys/bus/mmc/devices/mmc0\:0001/power/control
# Confirm ios information, check the output results
cat ios

Die Bedeutung der Bits in caps und caps2 steht in der Kerneldatei include/linux/mmc/host.h. Derzeit werden folgende caps und caps2 unterstützt:

Weitere für das Projekt benötigte Einstellungen lassen sich nach dem Vorbild des oben genannten Commits 0c11160a3c03bcf41fd1217d5e44e68ff078c54b ergänzen.

3. Kompatibilitätstests mit mmc_test

Bei Produkten, die auf SD-Karten angewiesen sind, werden spezielle SD-Karten-Kompatibilitätstests empfohlen.

3.1 Kernelkonfiguration prüfen

Sicherstellen, dass CONFIG_MMC_TEST=y aktiviert ist:

Device Drivers -->
   <*> MMC/SD/SDIO card support -->
   [*] MMC host test driver

Bei Modulkonfiguration nach dem Start insmod mmc_test.ko ausführen.

3.2 Verwendung

(1) Alle mmc-Geräte auflisten.

ls /sys/bus/mmc/devices/

(2) Das Testgerät, etwa eine SD-Karte, identifizieren und seine kombinierte Kennung dem Protokoll entnehmen.

mmc1:aaaa

(3) Die SD-Karte vom mmcblk-Treiber lösen.

echo 'mmc1:aaaa' > /sys/bus/mmc/drivers/mmcblk/unbind

(4) Die SD-Karte an mmc_test binden.

echo 'mmc1:aaaa' > /sys/bus/mmc/drivers/mmc_test/bind

(5) Nun sollte folgende Protokollmeldung erscheinen.

mmc_test mmc1:aaaa: Card claimed for testing.

(6) Verfügbare Testfälle anzeigen.

cat /sys/kernel/debug/mmc1/mmc1:aaaa/testlist

(7) Je nach Bedarf Testnummer N wählen; vollständige Beschreibungen folgen unten.

echo N > /sys/kernel/debug/mmc1/mmc1:aaaa/test

3.3 Ausgaben

3.4 Testbeschreibung

Die englischen Testnamen bleiben zum genauen Abgleich mit der testlist-Ausgabe erhalten.

Die englischen Testnamen bleiben zum genauen Abgleich mit der testlist-Ausgabe erhalten.

Die englischen Testnamen bleiben zum genauen Abgleich mit der testlist-Ausgabe erhalten.

4. Häufige Probleme untersuchen

4.1 Hardwareprobleme analysieren

(1) SD-Karte

Originalabbildung der SD-Kartenverdrahtung und Erkennungspins — Quelle der Originalabbildung: EN PDF p.18.

Von links nach rechts:

DET —- Erkennungspin

DATA1 —- Datenleitung

DATA0

GND

CLK —- Takt

VCC_SD —- Versorgung der SD-Karte

VCCIO_SD —- IO-Versorgung der Datenleitungen

CMD —- Befehlsleitung

DATA3

DATA2

Abgesehen von DET/CLK/GND müssen DATA0-3/VCC_SD/VCCIO_SD/CMD bei ungefähr 3.3v liegen, mindestens jedoch bei 3v. DET ist bei eingesteckter Karte niedrig und bei entfernter Karte hoch. DATA0-3/CMD werden von VCCIO_SD versorgt und müssen daher dessen Spannung entsprechen. VCC_SD und VCCIO_SD müssen übereinstimmen. Quellenhinweis: Für SD 3.0 wird VCCIO_SD = 1.8v verlangt.

Bei dauerhafter Versorgung von VCC_SD/VCCIO_SD sicherstellen, dass beide Spannungen beim Einstecken oder Entfernen der Karte nicht einbrechen.

(2) SDIO

Originalschaltung der SDIO-Daten- und Befehlsleitungen — Quelle der Originalabbildung: EN PDF p.19.

Originalschaltung der WiFi-IO-Versorgung und Steuerung — Quelle der Originalabbildung: EN PDF p.19.

Originalschaltung des WiFi-Oszillators und seiner Versorgung — Quelle der Originalabbildung: EN PDF p.19.

Zunächst die Hardware betrachten: Die wesentlichen Teile liegen innerhalb des grünen Rechtecks.

WIFI_D0~3: Datenleitungen, normalerweise hoher Pegel; die Spannung hängt von VCCIO_WL ab.

WIFI_CMD: Befehlsleitung, normalerweise hoher Pegel; die Spannung hängt von VCCIO_WL ab.

WIFI_CLK: Takt, normalerweise niedriger Pegel; die Spannung hängt von VCCIO_WL ab.

VBAT_WL: Versorgung des WIFI-Moduls, dauerhaft hoher Pegel; die Quelle nennt 3.3v (unklare Originalformulierung: „print“).

VCCIO_WL: IO-Versorgung für DATA/CMD/CLK, 3.3 oder 1.8v möglich; bei SDIO3.0 sind 1.8v erforderlich.

WIFI_REG_ON: 3.3v im normalen Betrieb, 0v bei ausgeschaltetem WiFi.

Zwei Quarzoszillatoren: 32K und 26M/37.4M; beide liefern im normalen Betrieb Ausgangssignale.

(3) eMMC

Originalschaltung und Versorgung von eMMC — Quelle der Originalabbildung: EN PDF p.20.

Zulässige eMMC-Spannungskombinationen:

Originaltabelle der eMMC-Spannungskombinationen — Quelle der Originalabbildung: EN PDF p.20.

Hinweis 1: Der VCCQ-(I/O)-Bereich von 3.3 V wird weder bei HS200- noch bei HS400-Geräten unterstützt.

VCC_FLASH entspricht VCC.

VCC_IO entspricht VCCQ.

Sicherstellen, dass eMMC_CMD/DATA0~7/VCC_IO dieselbe Spannung haben: 1.8 oder 3.3v.

VCC_FLASH/VCC_IO müssen beim Einschalten, im Betrieb sowie beim Schlafen und Aufwachen stabil bleiben, ohne Einbrüche oder übermäßige Welligkeit.

Wenn möglich, die Signalqualität von clk, cmd und data messen und einen normalen Signalverlauf sicherstellen.

4.2 Signalanalyse

Die folgende Zeitdarstellung zeigt die Erkennung einer SD-Karte; für sdio und emmc gilt Entsprechendes.

Zur SD-Kartenerkennung: Der Controller sendet 48clk mit 48bit Daten an die Karte. Die Karte muss dem Controller mit 48clk und 48bit Daten antworten, wie nachstehend dargestellt.

Originaldiagramm von Befehlen und Antworten — Quelle der Originalabbildung: EN PDF p.21.

Originaloszillogramm von Hostbefehl und Kartenantwort — Quelle der Originalabbildung: EN PDF p.21.

Grün: SDMMC_CLK.

Gelb: SDMMC_CMD; im Ruhezustand bleibt SDMMC_CMD auf hohem Pegel.

Controllersignal: Sind die ersten beiden Pegel einmal hoch und einmal niedrig, handelt es sich um den vom Controller gesendeten Befehl.

SD-Kartenantwort: Zwei aufeinanderfolgende niedrige Pegel am Anfang zeigen die Antwort der Karte an.

Befehl und Antwort enthalten gewöhnlich 48 Bit; 48 Takte bilden daher ein vollständiges Paket. Zu prüfen ist, ob die Karte nach dem Senden des Befehlspakets durch den Controller antwortet.

4.3 Protokollanalyse

(1) Protokoll einer korrekt erkannten SD-Karte

[ 293.194013] mmc1: new high speed SDXC card at address 59b4
[ 293.198185] mmcblk1: mmc1:59b4 00000 59.6 GiB
[ 293.204351] mmcblk1: p1

Diese Kernelmeldungen zeigen, dass die SD-Karte korrekt erkannt wurde und eine nutzbare Partition p1 vorhanden ist.

Ist die SD-Karte in der Benutzeroberfläche nicht sichtbar oder nicht nutzbar, den Datenträgerdienst im Userspace prüfen, beispielsweise vold.

Zusätzlich lässt sich die Partition manuell auf Nutzbarkeit prüfen:

mount -t vfat /dev/block/mmcblk1p1 /mnt

oder

mount -t vfat /dev/block/mmcblk1 /mnt

Anschließend im Verzeichnis mnt prüfen, ob Dateien der SD-Karte vorhanden sind.

(2) Beim Start wird die Karte nicht gelesen, nach erneutem Einstecken im Betrieb funktioniert sie: Wahrscheinlich liegt ein Versorgungsproblem vor.

Beispielsweise alle Versorgungen trennen und prüfen, ob bei angeschlossenem HDMI ein Leckstrom nach VCC_SD auftritt. Alternativ mit einer externen Versorgung testen.

(3) Einhängen fehlgeschlagen:

Wenn das Protokoll aus (1) vorhanden ist, anschließend jedoch folgende Einhängefehler auftreten:

[ 2229.405694] FAT-fs (mmcblk1p1): bogus number of reserved sectors
[ 2229.405751] FAT-fs (mmcblk1p1): Can't find a valid FAT filesystem

Die Quelle empfiehlt, die SD-Karte mit FAT32 zu formatieren.

Alternativ für NTFS dessen Dateisystemunterstützung mit make menuconfig auswählen.

(4) Gelegentlich fehlende Kartenerkennung:

mmc1: new high speed SD card at address b368
mmcblk1: mmc1:b368 SMI 486 MiB
[mmc1] Data transmission error !!!! MINTSTS: [0x00002000]
dwmmc_rockchip ff0c0000.rksdmmc: data FIFO error (status=00002000)
mmcblk1: error -110 sending status command, retrying
need_retune:0,brq->retune_retry_done:0.

Frequenz senken und Kartenerkennungsverzögerung erhöhen, um die Versorgungsstabilität zu verbessern. Hilft die Frequenzsenkung, das Hardwarelayout prüfen.

&sdmmc {
    card-detect-delay = <1200>;
}

(5) Die TF-Karte ist eingehängt, ihr Verzeichnis jedoch nicht zugänglich. Dies deutet auf ein Dateisystemproblem hin, obwohl die Karte unter Windows nutzbar ist.

Versuchen, die TF-Karte mit fsck zu reparieren.

(6) Hardwareproblem: ungewöhnliche IO-Spannung.

Workqueue: kmmcd mmc_rescan
[<c0013e24>] (unwind_backtrace+0x0/0xe0) from [<c001172c>] (show_stack+0x10/0x14)
[<c001172c>] (show_stack+0x10/0x14) from [<c04fa444>] (dw_mci_set_ios+0x9c/0x21c)
[<c04fa444>] (dw_mci_set_ios+0x9c/0x21c) from [<c04e7748>] (mmc_set_chip_select+0x18/0x1c)
[<c04e7748>] (mmc_set_chip_select+0x18/0x1c) from [<c04ebd5c>] (mmc_go_idle+0x94/0xc4)
[<c04ebd5c>] (mmc_go_idle+0x94/0xc4) from [<c0748d80>] (mmc_rescan_try_freq+0x54/0xd0)
[<c0748d80>] (mmc_rescan_try_freq+0x54/0xd0) from [<c04e85d0>] (mmc_rescan+0x2c4/0x390)
[<c04e85d0>] (mmc_rescan+0x2c4/0x390) from [<c004d738>] (process_one_work+0x29c/0x458)
[<c004d738>] (process_one_work+0x29c/0x458) from [<c004da88>] (worker_thread+0x194/0x2d4)
[<c004da88>] (worker_thread+0x194/0x2d4) from [<c0052fb4>] (kthread+0xa0/0xac)
[<c0052fb4>] (kthread+0xa0/0xac) from [<c000da98>] (ret_from_fork+0x14/0x3c)
1409..dw_mci_set_ios: wait for unbusy timeout....... STATUS = 0x306 [mmc1]

Prüfen, ob CMD und DATA unbelastet hohen Pegel haben. Sicherstellen, dass die IO-Spannung nicht zu niedrig ist und zur Konfiguration der Versorgungsdomäne passt. Bei SDIO außerdem VCCIO_WL, VBAT_WL, WIFI_REG_ON und den Quarzoszillator prüfen. Untersuchen, ob zu lange Leiterbahnen die Signalqualität verschlechtern; mit verringerter Frequenz testen.

4.4 Weitere Probleme

(1) Die SD-Karte funktioniert mit 1 Leitung, meldet aber mit 4 Leitungen Fehler. Die chinesische Quelle, S. 20, nennt ausdrücklich u-boot als Kontext; dies fehlt in der englischen Überschrift.

Bei den meisten SoCs teilen sich SD-Karte und JTAG die Leitungen. Ohne eingesteckte Karte schaltet der SoC die IOs automatisch auf JTAG.

Die EVB-Referenzplatine verwendet entsprechend den SoC-Anforderungen einen niedrigen SD-DET-Pegel für eine eingesteckte Karte. Wird die Schaltung so geändert, dass eine Karte einen hohen SD-DET-Pegel erzeugt, kann der SoC den Zustand falsch erkennen und auf JTAG umschalten.

Lösung: Die GRF-Registerdefinition des Chips nachschlagen und force_jtag auf Disable setzen, um die automatische JTAG-IO-Umschaltung zu deaktivieren.

Referenzcode für RV1126:

diff --git a/arch/arm/mach-rockchip/rv1126/rv1126.c b/arch/arm/mach-rockchip/rv1126/rv1126.c
index 311310d3f2..29b694df9c 100644
--- a/arch/arm/mach-rockchip/rv1126/rv1126.c
+++ b/arch/arm/mach-rockchip/rv1126/rv1126.c
@@ -544,6 +544,9 @@ void board_debug_uart_init(void)
 #ifndef CONFIG_TPL_BUILD
 int arch_cpu_init(void)
 {
+ struct rv1126_grf * const grf = (void *)GRF_BASE;
+
+ writel(0x00100000, &grf->iofunc_con3);
        /*
         * CONFIG_DM_RAMDISK: for ramboot that without SPL.
         */

(2) Leckstrom verursacht Fehlfunktionen der SD-Karte

Ist die IO-Versorgung des SD-Moduls nicht steuerbar und wird eine Karte vor dem Einschalten ihrer 3V3-Versorgung eingesteckt, kann Strom über die IOs in die Karte zurückfließen. Dadurch entsteht ein Zwischenpegel an der 3V3-Versorgung. Bei manchen Karten führt dies zu gelegentlichen Fehlern und schlechter Plattformkompatibilität. Der Treiber schaltet deshalb beim Einstecken zunächst die SD-IOs auf Pull-down, baut die Leckversorgung ab und schaltet anschließend 3V3 ein. Danach werden die IOs auf SD-Funktion mit Pull-up zurückgestellt. Bei hohen Kompatibilitätsanforderungen prüfen, ob drivers/mmc/host/dw_mmc.c im SDK-Kernel den Commit “mmc: dw_mmc: Add normal and idle pinctrl control” enthält. Den eigenen DTS-Knoten nach folgendem Beispiel um einen pinctrl-idle-Modus ergänzen. Die benötigten clk-, cmd- und data-Leitungen entsprechend der tatsächlichen Platine wählen:

--- a/arch/arm/boot/dts/rv1126-evb-v10.dtsi
+++ b/arch/arm/boot/dts/rv1126-evb-v10.dtsi
    wireless_wlan: wireless-wlan {
@@ -104,9 +99,14 @@ sdmmc_pwren: sdmmc-pwren {
            rockchip,pins = <0 RK_PA1 RK_FUNC_GPIO &pcfg_pull_none>;
        };
+ sdmmc0_idle_pins: sdmmc-idle-pins {
+ rockchip,pins =
+ <3 RK_PA2 RK_FUNC_GPIO &pcfg_pull_down>,
+ <3 RK_PA3 RK_FUNC_GPIO &pcfg_pull_down>,
+ <3 RK_PA4 RK_FUNC_GPIO &pcfg_pull_down>,
+ <3 RK_PA5 RK_FUNC_GPIO &pcfg_pull_down>,
+ <3 RK_PA6 RK_FUNC_GPIO &pcfg_pull_down>,
+ <3 RK_PA7 RK_FUNC_GPIO &pcfg_pull_down>;
+ };
    };
@@ -140,21 +140,18 @@ &sdio {
 };
 &sdmmc {
    max-frequency = <200000000>;
    no-sdio;
    no-mmc;
    bus-width = <4>;
    cap-mmc-highspeed;
    cap-sd-highspeed;
    disable-wp;
- pinctrl-names = "default";
+ pinctrl-names = "normal", "idle";
    pinctrl-0 = <&sdmmc0_clk &sdmmc0_cmd &sdmmc0_det &sdmmc0_bus4>;
+ pinctrl-1 = <&sdmmc0_idle_gpios &sdmmc0_det>;
    vmmc-supply = <&vcc3v3_sd>;
    vqmmc-supply = <&vccio_sd>;
    status = "okay";
 };