介绍AWorksLP基于FatFs的SD卡的基本用法

AWorksLP对存储类设备进行了高度抽象化，为存储类设备提供了通用的文件操作接口，应用程序可以轻松跨平台。本文以MR6450平台为例，介绍AWorksLP基于FatFs的SD卡的基本用法。

  简介

SD卡（Secure Digital Card）即安全数字卡。是一种基于半导体快闪记忆器的新一代记忆设备，从MMC的基础上发展而来。由于它的体积小、数据传输速度快、可热拔插等优点，被广泛的运用于便携式和嵌入式设备上。 FatFs是一种面向小型嵌入式系统的通用的FAT文件系统。它完全是由ANSIC语言编写并且完全独立于底层I/O。

因此它可以很容易的移植到不同且资源有限的微控制器中。
由此可见在嵌入式开发中对SD卡中的文件进行管理时，FatFs是使用的最多的文件系统。 在AWorksLP中已经集成了FatFs文件系统，并支持使用该文件系统对SD卡的文件进行管理。

  相关API

在SD卡例程中，是通过文件接口实现对SD卡中文件进行操作的。在本文中仅介绍用到的文件接口，其他文件接口，请参考SDK中《AWorksLP OS 标准API参考手册(html)》。

AWorksLP函数列表：

部分接口参数属性表：

  工程编译

环境的搭建、Eclipse工程的编译与配置、开发板的仿真与调试、请参考《AWorksLPSDK快速入门（MR6450）——开箱体验》。

  例程介绍

本文介绍例程在{SDK}demosperipheralsdcard目录下。

在src目录下的demo_sdcard_fs.c例程代码中的第149行到第157行使用了while循环如代码1示，在循环中每隔500ms打开一次SD卡设备，通过检查返回值来检测是否有SD卡插入。如检测到返回值大于等于0则表明有SD卡插入。需要注意的是打开SD卡的设备名（“__BLK_NAME”在demo_sdcard_fs.c的第67行中默认被宏定义为“/dev/sdcardB0”）需要与实际检测到的SD卡设备名一致。

在AWorksLP中SD卡默认是动态监测，在SD卡插入时会在串口打印设备信息如图1示，串口显示SD卡设备名为“sdcardA0”，所以我们需要修改“__BLK_NAME”的宏定义为“/dev/sdcardA0”。

64 /* sd卡设备分区名，是由sd卡设备分区注册为字符型设备
65 * sd卡设备分区名一般是由SD卡设备名加上part number
66 */
67 #define __BLK_NAME   "/dev/sdcardB0"
149 do{
150   fd = aw_open(__BLK_NAME, AW_O_RDWR, 0);
151   if (fd < 0) {
152         aw_kprintf("open device failed
");
153         aw_mdelay(500);
154     } 
155 }while(fd < 0);
156 
157    aw_close(fd);

代码1SD卡设备检测流程

图1串口打印SD卡设备名 代码2中第159行到172行的功能为使用aw_make_fs函数接口将SD卡格式化为FatFs文件系统。第159行的宏定义默认为#if 0，本次例程为了演示该步骤将宏改为#if 1。需要注意的是格式化会把卡内的数据清除，在执行格式化之前需要确保卡内没有重要数据。

159 #if 1  /* 格式化一次即可  */
160 
161     /* 卷名为"awdisk"， 卷大小为4k  */
162     struct aw_fs_format_arg fmt = {"awdisk", 1024 * 4, 0};
163 
164     /* 制作文件系统 ，将存储器名为 "/dev/sd0"制作为"vfat"类型的文件系统  */
165     ret = aw_make_fs(__BLK_NAME, "vfat", &fmt);
166     if (ret != AW_OK) {
167         AW_ERRF(("failed: %d
", ret));
168         return;
169     }
170     AW_INFOF(("make fs OK
"));
171 
172 #endif

代码2SD卡格式化

格式化完成后，代码3中第174行通过aw_mkdir函数创建一个名为“/sd”的目录，以该目录为SD卡的挂载点。创建目录的文件模式为文件所有者、用户组和其他用户都可以对该目录进行读写。第181行通过aw_mount函数将SD卡挂载在“/sd”目录中。需要注意的挂载前需要确保目录存在，如果将SD卡挂载在不存在的目录上，挂载会失败。挂载的文件系统也需要与SD卡格式化的文件系统格式一致，否则挂载同样会失败。

173 /* 创建挂载节点 */
174 ret = aw_mkdir("/sd", AW_S_IRWXU | AW_S_IRWXG | AW_S_IRWXO);
175 if (ret != AW_OK) {
176   AW_ERRF(("/sd create error: %d!
", ret));
177   return;
178 }
179 
180 /* 文件系统挂载到"/sd"节点 */
181 ret = aw_mount("/sd", __BLK_NAME, "vfat", 0, NULL);
182 if (ret != AW_OK) {
183   AW_ERRF(("/sd mount FATFS error: %d!
", ret));
184   return;
185 }
186 AW_INFOF(("mount OK
"));
187 
188 /* SD 卡读写测试 */
189 __fs_file_rw();

代码3挂载SD卡

最终例程会在第189行调用__fs_file_rw函数，函数体如代码4所示。在该函数中会在“/sd”目录下创建一个名为“aworks_sd_test.txt”的测试文件，通过对该文件进行读写测试，读写完成后对数据进行效验，效验通过则表明SD卡读写测试成功。至此SD卡例程执行完毕，整个过程会有串口信息打印如图2所示。

69 aw_local void __fs_file_rw (void)
70 {
71     int         i = 0;
72     int         handle;
73     char       *p_file_name = "/sd/aworks_sd_test.txt";
74     uint8_t     str_buf[256] = {0};
75     int         len;
76 
77     /*
78     * 写文件测试（包括创建，文件写操作，关闭操作）
79     */
80     /* 创建新文件 */
81     handle = aw_open(p_file_name, AW_O_RDWR | AW_O_CREAT, 0777);
82     if (handle < 0) {
83         AW_ERRF(("creat file error: %d
", handle));
84         return;
85     }
86     AW_INFOF(("creat file %s ok
", p_file_name));
87 
88     len = sizeof(str_buf);
89     for (i = 0; i < len; i++) {
90         str_buf[i] = (uint8_t)i;
91     }
92 
93     /* 写文件 */
94     if (aw_write(handle, str_buf, sizeof(str_buf)) != sizeof(str_buf)) {
95         aw_close(handle);
96         AW_ERRF(("write file error
"));
97         return;
98     }
99     AW_INFOF(("write file %s ok
", p_file_name));
100 
101     /* 关闭文件 */
102     aw_close(handle);
103     AW_INFOF(("close file %s ok
", p_file_name));
104 
105     /*
106     * 读文件测试（包括打开，文件读操作，关闭操作）
107     */
108     /* 打开文件 */
109     handle = aw_open(p_file_name, AW_O_RDONLY, 0777);
110     if (handle < 0) {
111         AW_ERRF(("open file error: %d
", handle));
112         return;
113     }
114     AW_INFOF(("open file %s ok
", p_file_name));
115 
116     memset(str_buf, 0, sizeof(str_buf));
117 
118     /* 读取文件 */
119     len = sizeof(str_buf);
120     if (aw_read(handle, str_buf, sizeof(str_buf)) != sizeof(str_buf)) {
121         aw_close(handle);
122         AW_ERRF(("read file error!
"));
123         return;
124     }
125     AW_INFOF(("read file %s ok
", p_file_name));
126 
127     /* 检验数据是否正确 */
128     for (i = 0; i < len; i++) {
129         if ((uint8_t)i != str_buf[i]) {
130             AW_ERRF(("file data error!
"));
131             aw_close(handle);
132             return;
133         }
134     }
135 
136     AW_INFOF(("file %s data check ok
", p_file_name));
137 }

代码4__fs_file_rw读写测试函数

图2SD卡例程执行成功的串口信息

  扩展介绍

在上节中有提到AWorksLP SD卡默认是动态检测设备，即支持热拔插，这是通过一个检测引脚实现的。在实际应用中，可能出于节约I/O资源的考虑，需要将检测引脚复用为其他功能。在这种情况下可以将SD卡定义为静态设备，这样检测引脚就能复用作其他功能了。

在AWorksLP中SD卡的动态设备在图形化配置界面中没有SD卡设备可供使用，只需将对应的SDIO控制器选上即可。上文例程中SD卡是通过sdio1设备来控制的，所以仅需保证sdio1设备使能即可，如图3所示。

图3 动态设备下确认控制器被选上

将SD卡设备以静态方式注册时，则需要进行如下操作：

将pins.dts({board}dtspins.dts)文件中CD引脚配置注释,修改完成后如代码5所示；

在board.dts文件中添加SD卡设备，如代码5所示。

/*  cd-pins = <&pin1 PIN_PD28
(IOC_PD28_FUNC_CTL_SDC1_CDN|HPM_PIN_DS(6)|HPM_PIN_PE(_HPM_PIN_PE_ON)|AW_PIN_CFG_PULL_UP) 
(IOC_PD28_FUNC_CTL_SDC1_CDN|HPM_PIN_DS(6)|HPM_PIN_PE(_HPM_PIN_PE_ON)|AW_PIN_CFG_PULL_UP) 
(IOC_PD28_FUNC_CTL_SDC1_CDN|HPM_PIN_DS(6)|HPM_PIN_PE(_HPM_PIN_PE_ON)|AW_PIN_CFG_PULL_UP) >; */

代码5 注释引脚

 &sdio1 {
   sdio_mem_card0:sdio_mem_card0 {
     compatible = "general,sdio_mem_card";
     label = "sdcardA";
     status = "disabled";
   };
 };

代码6添加SD卡设备

完成修改后，重新打开例程编译图形化配置界面，即可在Board EPC6450-AWI/Devices/External Memories选项下看到板卡下新增sdcardA设备如图4所示，使能该项并保存退出，再次编译工程并执行固件，例程现象与上节中所描述完全一致。

图4 选择SD卡设备

注意：例程在静态SD卡设备下执行需要在固件运行前将SD卡插入。

审核编辑：刘清