本文记录Zephyr下rt1052平台usdhc的使用过程中遇到的一些问题和处理方式。

Zephyr提供了rt1052的usdhc驱动，可以通过简单配置就很方便的使用usdhc驱动访问SD卡。但目前usdhc的驱动并不能兼容所有的情况，当SD卡外部硬件不同和使用不同版本的SD卡时会遇到一些问题，本文将说明遇到的问题和处理方式。

Zephyr下如何使用usdhc

1. 修改设备树

Zephyr支持rt1052两个usdhc控制器(参考zephyr\dts\arm\nxp\nxp_rt.dtsi)，根据硬件设计选择要使用的usdhc，在board的dts中添加如下内容表示要使用usdhc1

&usdhc1 {
	status = "okay";
	cd-gpios = <&gpio2 28 GPIO_ACTIVE_LOW>;
};

节点的cd-gpios和pwr-gpios两个属性(参考zephyr\dts\bindings\mmc\nxp,imx-usdhc.yaml)分别用于card detect和power control，并不是必须的，例如我使用的硬件上gpio2.28连接了卡槽的card detect引脚，所以按照硬件将cd-gpio属性加上。硬件上没有使用power控制，因此不添加pwr-gpios属性。

2. 配置

在board的默认配置文件或者app配置文件的prj.conf添加下列配置就会启动usdhc驱动

1 2	CONFIG_DISK_ACCESS=y CONFIG_DISK_ACCESS_SDHC=y

如果你插入的卡是FAT格式的，配置完下面选项就可以使用fs_mount/fs_open/fs_close/fs_read/fs_write对SD卡进行操作了

1 2	CONFIG_FILE_SYSTEM=y CONFIG_FAT_FILESYSTEM_ELM=y

问题及处理方式

1. 不能访问UHS卡

现象
插入UHS卡后启动会提示

[00:00:00.020,000] <inf> usdhc: SD inserted!

[00:00:00.101,000] <err> usdhc: CMD17 Polling ERROR

[00:00:00.101,000] <err> usdhc: USDHC bus device initalization failed!

[00:00:00.101,000] <err> fs: fs mount error (-5)

原因
外部电路没有设计高速电平选择电路。
当SD卡插入时，usdhc先默认以3.3V的电平和SD卡进行通信，并获取SD卡的信息，如果usdhc发现SD卡是UHS高速卡时，会将通信模式切换为高速模式，与SD卡的通信的电平切换为1.8V。
下面是NXP rt1052的参考电路：

原理说明：开始SD0_VSELECT是高电平，Q9的1-3引脚截止，由R46和R52分压反馈，此时NVCC_SD为3.3V。usdhc以3.3v通信完后知道是高速卡后，将SD0_VSELECT拉低，Q9的1-3引脚导通R46,R47变为并联阻值为160K，和R52分压反馈，此时NVCC_SD变为1.8V,SDCard以1.8V开始通信。
下面是我使用硬件的电路：

可以看到NVCC_SD是强制拉到3.3V的，当usdhc要以1.8V工作时，并没有外部硬件去切换工作电平到1.8V，这将导致和SD卡通信失败。

处理方法
在无高速访问的需求下，这样设计硬件够简单，而且costdown。我们可以通过软件禁用usdhc 1.8v，在subsys/disk/disk_access_usdhc.c中将USDHC_SUPPORT_V180_FLAG的值由USDHC_HOST_CTRL_CAP_VS18_MASK改为SDMMCHOST_NOT_SUPPORT。比较灵活的做法参考https://github.com/zephyrproject-rtos/zephyr/pull/29096

2.不能访问1.0的卡

现象
插入1.0的SD卡后不能正常工作，log提示

1	Set SD driver strength failed

原因
SD卡规格太低，strength时SD Physical Layer Spec 3.0才引入的CMD，插入1.0的卡当然不支持。

处理方法
要让1.0的卡可以用主要有以下需要处理：

Spec 1.10之后才支持CMD6
Spec 3.0之后才支持CMD6 Group3–也就是driver strengthand current limit
修改细节已提交merge，可参考https://github.com/zephyrproject-rtos/zephyr/pull/33917

代码版本

以上的分析全部基于Zephyr 2.4.0，usdhc的驱动代码放在subsys/disk/disk_access_usdhc.c. 但在今年3.23 usdhc被调整到drivers/disk/usdhc.c，调整后的代码位置更合理，详细可以参考这笔提交 https://github.com/zephyrproject-rtos/zephyr/commit/03101e75d8c9bd78731c94a629e98bb46a346fcb#diff-7def323c468f1165c0d0f7ce3731fb874be82c9f1e24ff32071763c33106648f

注意点1
调整后的代码需要将配置CONFIG_DISK_ACCESS_SDHC=y改为CONFIG_DISK_DRIVER_SDMMC=y才能正常编译使用。

注意点2
由于https://github.com/zephyrproject-rtos/zephyr/pull/29096 一直没有被merge，因此在代码位置调整后需要另做修改，参考https://github.com/zephyrproject-rtos/zephyr/pull/33917。

参考

https://www.sdcard.org/downloads/pls/