MPC5748G : eMMC调试笔记
开发板：
开发板
原理图：
eMMC原理图
开发工具：S32 Design Studio for Power Architecture
调试内容：MPC5748G通过SDHC模块读写eMMC
eMMC：
嵌入式多媒体卡 (Embedded Multi Media Card)是MMC协会订立、主要针对手机或平板电脑等产品的内嵌式存储器标准规格。eMMC在封装中集成了一个控制器，提供标准接口并管理闪存。eMMC的应用是对存储容量有较高要求的消费电子产品。
带有MMC（多媒体卡）接口、快闪存储器设备及主控制器。所有都在一个小型的BGA 封装。接口速度高达每秒52MBytes，eMMC具有快速、可升级的性能。同时其接口电压可以是1.8v 或者是3.3v。
SDHC：
MPC5748G支持一个超安全数字主机控制器（uSDHC：ultra Secure Digital Host Controller）模块，uSDHC提供主系统与SD/SDIO/ MMC卡通信的接口。uSDHC充当桥梁的作用，以发送命令的方式，通过主机总线传输到SD/SDIO/ MMC卡中，执行数据访问（读写操作），它遵循SD/SDIO/MMC卡的传输协议。
注意：为了 uSDHC 外部接口的正常运行，uSDHC_VEND_SPEC [ CMD_OE_PRE_EN ] 【Vendor Specific Register ：此寄存器包含供应商特定的控制/状态寄存器位应该被编程为 1 。
设备寄存器的特定复位值如下表所示：
uSDHC_BLK_ATT：Block Attributes (uSDHC_BLK_ATT)，这个寄存器用于配置数据块的数量和每一块的字节数。
uSDHC_PRES_STATE：Present State (uSDHC_PRES_STATE)，该只读寄存器获得uSDHC的状态。当一个数据发送期间，DAT lines 处于忙状态，主驱动可以发送 CMD0, CMD12, CMD13 (for memory) 和 CMD52 (for SDIO)。这些命令能够被发送，当 Command Inhibit (DAT)【命令抑制位，uSDHC_PRES_STATE[CIHB]：如果此状态位为0，则表示CMD线未使用，uSDHC可以使用CMD线发出SD/MMC命令。在写入传输类型寄存器Command Transfer Type (uSDHC_CMD_XFR_TYP)后立即设置此位。当接收到命令响应时，此位被清除。即使这个Command Inhibit (DAT) 【CDIHB】被设置为 1，仅仅 CMD 线能用于发送命令（如果该位为0）。
打开调试工程：
安装完成开发工具：S32DS_Power_Win32_v2017.R1_b171019.exe
1、双击打开开发工具：
软件开发环境
2、打开File --> New --> S32DS Project from Example，选择如下工程。
选择调试工程
3、打开SDHC调试工程如下：
打开调试工程
一、配置SDHC工程：
1、配置SDHC的引脚
配置引脚信息
2、配置SDHC时钟
配置时钟
3、配置uSDHC参数信息
配置uSDHC参数信息
二、SDHC Pads 初始化：
代码截图
1、设置 Pins Output Buffer：
（1） 调用接口描述
调用接口一
调用接口二
（2） 寄存器描述
MSCR（Multiplexed Signal Configuration Register）：多路信号配置寄存器，选择哪一个信号源连接到寄存器相关联的目的地，即这是一个芯片引脚，是或可以配置为一个输出。对于相关联的芯片引脚目的地，该寄存器也可以指定这个引脚的电气属性。
MSCR pin connection
MSCR 寄存器中的字段根据其关联的目的地（芯片引脚）变化而变化。 对于 芯片引脚 的 MSCR 寄存器分配，引脚类型，APC （Analog Pad Control）支持，SSS（Source Signal Select）等等。这个寄存器只支持32位访问。字节和半字写访问不支持。
注：参见I/O信号描述和输入多路复用附属于 MPC5748GRM 手册的表格(excel文件)。
I/O信号描述和输入多路复用 excel文件 位置
寄存器描述，具体看芯片手册
2、设置 Pins Input Buffer：
（1） 调用接口描述
调用接口一
调用接口二
（2） 寄存器描述
IMCR（Input Multiplexed Signal Configuration Register）：输入多路复用信号配置寄存器，选择哪一个信号源连接到寄存器相关联的目的地，即这是一个内部模块端口（internal module port），是或可以配置为一个输入。
IMCR module-port connection
IMCR 寄存器中的字段根据其关联的目的地（module port）变化而变化，对于 IMCR 的分配和SSS （Source Signal Select）的值参见I/O信号描述和输入多路复用表。
寄存器描述，具体看芯片手册
3、设置 Pins Pull 选择：
（1） 调用接口描述
调用接口一
调用接口二
（2） 寄存器描述见以上描述
三、SDHC 初始化：
SDHC 初始化代码截图
1、uSDHC 初始化代码解析：
（1）去初始化：调用接口 uSDHC_DRV_Deinit();
去初始化接口
启用所有自动关闭功能
VEND_SPEC寄存器关闭时钟的位描述
配置 uSDHC 交换的字节
GPR_CTL寄存器中 USDHC_BS位的描述
禁止所有状态和信号中断，mask=0xFFFFFFFF
禁止 uSDHC 中断
（2）uSDHC驱动初始化：调用接口 uSDHC_DRV_Init();
/* Reset uSDHC. */
Reset uSDHC
SYS_CTRL寄存器中的RSTD、RSTC、RSTA位描述
/* Configures the usdhc protocol */
Configures the usdhc protocol
PROT_CTRL寄存器中 EMODE、D3CD位描述
PROT_CTRL寄存器中 DMASEL 位描述
/* Disable all clock auto gated off feature because of DAT0 line logic(card buffer full status) can't be updated correctly when clock auto gated off is enabled. */
禁止时钟自动关闭特性
VEND_SPEC寄存器关闭时钟的位描述
配置 uSDHC 交换的字节
使能中断
需要使能的错误中断
使能中断函数
INT_STATUS_EN 寄存器对应发送中断位描述
INT_STATUS_EN 寄存器对应 command 错误中断位描述
INT_STATUS_EN 寄存器对应 data 错误中断位描述
INT_SIGNAL_EN 寄存器对应发送位描述
INT_SIGNAL_EN 寄存器对应 command 错误中断位描述
INT_ SIGNAL _EN 寄存器对应 data 错误中断位描述
使能 DMA 中断
INT_STATUS_EN 寄存器 DMAESEN 中断位描述
INT_STATUS_EN 寄存器 DINTSEN 中断位描述
INT_SIGNAL _EN 寄存器 DMAEIEN 中断位描述
INT_ SIGNAL _EN 寄存器 DINTIEN 中断位描述
使能 uSDHC 中断
INT_SYS_EnableIRQ 函数描述
四、eMMC 初始化：
1、判断 eMMC卡是否插入：
读取 uSDHC_PRES_STATE 寄存器中的 CINST 位，判断卡是否插入。
uSDHC_PRES_STATE 寄存器中 CINST 位描述
2、如果 eMMC卡插入，则初始化eMMC卡：
（1）设置 uSDHC 的总线时钟为 400KHZ
1）首先得到系统时钟：srcClock ( 例如设置的系统时钟为 40MHZ = 40 000 000 HZ )
2）禁用 uSDHC时钟。在更改 eMMC 时钟频率之前，应该禁用它。
uSDHC_VEND_SPEC[ FRC_SDCLK_ON ] = 0;
3）求 prescaler 和 divisor 的大小。
Clock Frequency = (srcClock ) / (prescaler x divisor)
例如：Clock Frequency = 400 000 hz；srcClock = 40 000 000 HZ
即：prescaler x divisor = 100
参照 MPC5748G数据手册，可知：prescaler <=256；divisor <=16
并且，在单数据速率模式下，prescaler 只允许以下设置:
• 80h) Base clock divided by 256
• 40h) Base clock divided by 128
• 20h) Base clock divided by 64
• 10h) Base clock divided by 32
• 08h) Base clock divided by 16
• 04h) Base clock divided by 8
• 02h) Base clock divided by 4
• 01h) Base clock divided by 2
• 00h) Base clock divided by 1
所以，设置 divisor =16 时，求出 prescaler =100/16=6.25，按照上面分析，prescaler =8；当 prescaler =8 时，divisor = 100/8=12.5，约等于13。
即：uSDHC_SYS_CTRL[SDCLKFS]=prescaler >>1；
uSDHC_SYS_CTRL[DVS]=divisor-1；
同时，设置 Data Timeout Counter Value: uSDHC_SYS_CTRL[DTOCV]=0x0E；
注：详细 uSDHC_SYS_CTR L描述请见手册。
4）等待 eMMC 卡的时钟稳定。
while ( uSDHC_PRES_STATE [ SDSTB ] == 0 ){ }；
uSDHC_PRES_STATE寄存器中 SDSTB 位描述
5）使能 uSDHC 时钟。
uSDHC_VEND_SPEC[ FRC_SDCLK_ON ] = 1;
（2）发送80时钟周期到卡，以至于激活卡。
1）写1清除 uSDHC_SYS_CTRL 寄存器中的 INITA 位
即： uSDHC_SYS_CTRL [ INITA ] = 1；
2）等待卡激活。
while ( uSDHC_SYS_CTRL [ INITA ] == 0 ) { }；
（3）参考芯片手册以及 emmc 协议发送 CMD 命令 初始化 eMMC卡。
1）发送 CMD0 命令，设置卡 空闲状态。
command . index = CMD0 /*!< Go Idle State */
command . argument = 0;
CMD0 命令
2）host发送CMD1后，会从device收到R3，如果R3中busy bit为0，表示device还没准备好。host重复发送CMD1，接收R3这个过程。
command . index = CMD1 /*!< Send Operation Condition */
command . argument = 0xFF8000
command . responseType = uSDHC_RESPONSE_TYPE_R3
CMD1
3）host 发送CMD2后，会从device收到获取CID，R2用来用来返回 device's CID。
command . index = CMD2 /*!< All Send CID */
command . argument = 0U;
command . responseType = uSDHC_RESPONSE_TYPE_R2;
CMD2
4）host 发送 CMD3 用来给设置设备的 relative device address(RCA)
command . index = CMD3 /*!< Set Relative Address */
command . argument = 0 /* Relative Address */
command . responseType = uSDHC_RESPONSE_TYPE_R1;
CMD3
5）host 发送 CMD9 用来请求设备发送它的 Device-specific data (CSD) 到 CMD line 上。参数指定设备的RCA [31:16] RCA
command . index = CMD9 /*!< Send CSD */
command . argument = (card->relativeAddress << 16U) /* 参数 */
command . responseType = uSDHC_RESPONSE_TYPE_R2
CMD9
6）host 发送 CMD7 用来选择或取消卡
当设备处在Stand-by状态，CMD7把设备从Stand-by State切换到Transfer State；也可以把设备从Transfer State切换回Stand-by State。
当设备处在Disconnect状态，CMD7把设备从Disconnect State切换到Programming State。
在以上两种情况下，使用当前的RCA会选择设备，任何其他RCA 地址都会取消选择。使用RCA 0x0000表示取消选择。
command . index = CMD7 /*!< Select Card */
command . argument = card->relativeAddress << 16U //选择卡
command . argument = 0x0000 //取消选择
command . responseType = uSDHC_RESPONSE_TYPE_R1
7）host 发送 CMD23 用来设置卡的读写块数目
参数:
[30] '0' non-packed '1' packed
[24] forced programming, 设置为1，强迫数据直接写入存储介质，而不是仅写入cache
[15:0] number of blocks, 定义读写块数目
command . index = CMD23 /*!< Set Block Count */
command . argument = blockCount
command . responseType = uSDHC_RESPONSE_TYPE_R1
8）host 发送 CMD16 设置接下来所有block命令(读和写)的block尺寸。缺省的块长度在CSD中指定。
参数[31:0] ： block长度
command . index = CMD16 ; /*!< Set Block Length */
command . argument = blockSize
command . responseType = uSDHC_RESPONSE_TYPE_R1
9）host 发送 CMD6 切换设备的操作模式或者修改EXT_CSD寄存器，SWITCH命令可以用来写EXT_CSD或者改变命令集。如果SWITCH命令用来改变命令集，那么Index和Value被忽略不会修改EXT_CSD; 如果SWITCH用来写EXT_CSD寄存器，Cmd Set被忽略。
参数
[31:26] Set to 0
[25:24] Access， 00 切换command set; 01 设置Value中指定的位; 10 清除Value中指定的位; 11 写入Value指定的值。
[23:16] Index， EXT_CSD的索引值，index值为0~255，但是仅仅0~191为有效索引值。
[15:8] Value，
[7:3] Set to 0
[2:0] Cmd Set ，要切换的command set
command . index = CMD6 /*!< Switch */
command . argument = 0x3b70100U //参数
command . responseType = uSDHC_RESPONSE_TYPE_R1b
（4）在非高速模式下设置设置 uSDHC最大频率为 52MHZ。参见（1）的设置方法。
（5）设置uSDHC的数据总线模式为4位。
uSDHC_PROT_CTRL [DTW] = 0x01
位描述
