【【萌新的SOC学习之SD卡读写TXT文本实验】】

news2024/12/23 11:14:14

萌新的SOC学习之SD卡读写TXT文本实验

SD卡
Secure Digital Card
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SD卡的引脚定义
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我们会用的数据脚就这几个
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对于我们FPGA 其实更会倾向于选择 SPI的功能
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而TF卡相对于SD卡的区别在于
SD卡只有一个电源地

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这里相对于原本的SPI多了一个CD引脚
CD信号是相当于一个卡检测信号连接上 CD变为低没有插入卡电平就被上拉为高

文件系统（File System)
负责管理和存储文件信息的软件机构称为文件管理系统，简称文件系统。即在磁盘上组织文件的方法。
常用的文件系统
-FAT/FATFS : 大部分SD卡的文件系统
-NTFS : 基于安全性的文件系统，是windows NT所采用的独特的文件系统结构
-CDFS ：CDFS是大部分的光盘的文件系统
-exFAT

SD 卡读写TXT文本实验
先把TF卡连接到开发板中，然后PS端对开发板进行读写操作。它会在TF卡中创建一个.txt的文本
朝文本里面写入数据，再把数据读出来，我们再验证写入读出的数据是否一致
因为TF端引脚都是连接到PS端上的 PS端包含了外设通过这个外设对SD卡完成这样子的读写操作
SD/SDIO 就是我们使用的外设接口

我们先介绍SDIO 控制器的使用流程
SD/SDIO 外设有2个一个连接到了SD卡还有一个连接到 eMMC
在本讲中，我们并不是直接操作SDIO控制器，而是通过操作文件操作系统FATFS来完成对SDIO控制器的读写
因为我们创建的是.txt的文本是属于文件系统的范畴了

我们先看zynq-7000的结构框图
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这里我们会发现有两个接口SD/SDIO 完成对SD和eMMC 的操作
SD是在MMC的基础上发展起来的
针对SD接口我们可以选择一线或者四线的方式进行传输
SDIO可以路由连接到MIO的接口或者通过EMIO接口连接到PL引脚
eMMC 不能作为主要启动设备（第一启动设备）只能作为第二启动设备或者说辅助启动器件
开发板有一个拨码开关他可以控制我们的从哪里启动是从SD卡还是QS_PIFlash 并不支持直接从eMMC中直接启动

而SD／ＳＤＩＯ这种外设又是怎么和ARM交互的呢它是通过 AHB总线—高带宽
APB 高级外设总线 —传输数据比较小的情况
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AHB与arm连接 SD/SDIO 连接外部

下面我们讲解 FATFS文件系统
文件系统（File System)
负责管理和存储文件信息的软件机构称为文件管理系统，简称文件系统。即在磁盘上组织文件的方法。
常用的文件系统
-FAT/FATFS : 大部分SD卡的文件系统
-NTFS : 基于安全性的文件系统，是windows NT所采用的独特的文件系统结构
-CDFS ：CDFS是大部分的光盘的文件系统
-exFAT

FATFS是一个完全免费开源的FAT文件系统模块，专门为小型的嵌入式系统设计。用标准的C语言写
FATFS是可裁剪的文件系统。
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这个FATFS模块的层次结构图
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最顶层是应用层，使用者无需理会 FATFS 的内部结构和复杂的 FAT 协议，只需要调用 FATFS 模块提供给用户的一系列应用接口函数，如 f_open，f_read，f_write 和 f_close 等，就可以像在 PC 上读／写文件那样简单。中间层 FATFS 模块，实现了 FAT 文件读／写协议。FATFS 模块提供的是 ff.c 和 ff.h。除非有必要，使用者一般不用修改，使用时将头文件直接包含进去即可。FATFS 模块提供的底层接口，它包括存储媒介读／写接口（disk I/O）和供给文件创建修改时间的实时时钟。
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