SD卡文件系统

[凹特慢]

最近在做一个SD卡文件系统读写，有个问题没搞懂。SD卡和MCU是通过SDIO连接的，也就是WP,CD,SDIO1~SDIO3，CLK等信号连接。如果以文件系统形式读写SD卡，那SD卡的上述几个信号岂不是没作用，我觉得应该是有作用，这其中是怎么关联的啊？

[凹特慢]

引用 1 楼 jklinux 的回复:

首先确定一点先，如要读写sd上的内容肯定是需要你所提的信号吧。 sd上文件系统意味着有没有需要读写sd上的内容? 在操作系统里, 硬件由设备驱动负责的吧。　像linux里，sd卡被驱动后，设备驱动会产生设备文件/dev/mmcblk0p1 /dev/mmcblk0p2, 这样设备文件分别对应sd上的逻辑分区。你对sd分区的操作时是mount挂载上来再用的吧，当前对设备文件操作时，实际上是经过设备驱动产生相应的信号与sd卡进行通信的，用户只管调用驱动就可以了，驱动负责底层的信号而已

sd上文件系统需要读写SD卡上的内容。需要往SD卡保存数据。那这样是不是不用SDIO来读写数据，直接用文件形式往里读写数据呢？

[Acuity.]

1、文件即是数据，通俗理解，把文件当做一堆数据，这堆数据根据我们自己定义的格式写入sd卡，对于最底层同样是一个字节一个字节写入sd卡； 2、对于用户来说，加入文件系统，那么操作最小的单位就是“文件”了，如果想理解文件系统，可以查看源码，比如开源的FAT文件系统。

[凹特慢]

引用 3 楼 qq_20553613 的回复:

1、文件即是数据，通俗理解，把文件当做一堆数据，这堆数据根据我们自己定义的格式写入sd卡，对于最底层同样是一个字节一个字节写入sd卡； 2、对于用户来说，加入文件系统，那么操作最小的单位就是“文件”了，如果想理解文件系统，可以查看源码，比如开源的FAT文件系统。

您说的意思我理解。我的意思是假设我们MCU外设相机拍到的视频以文件形式写到SD卡，那SD卡与MCU硬件上连接的是SDIO，clk，WP,CD这些信号。那这些信号与文件系统是怎么关联起来的？因为MCU读写操作SD卡肯定是通过上述几个信号

[Acuity.]

引用 4 楼 zengzx0107 的回复:

[quote=引用 3 楼 qq_20553613 的回复:] 1、文件即是数据，通俗理解，把文件当做一堆数据，这堆数据根据我们自己定义的格式写入sd卡，对于最底层同样是一个字节一个字节写入sd卡； 2、对于用户来说，加入文件系统，那么操作最小的单位就是“文件”了，如果想理解文件系统，可以查看源码，比如开源的FAT文件系统。

您说的意思我理解。我的意思是假设我们MCU外设相机拍到的视频以文件形式写到SD卡，那SD卡与MCU硬件上连接的是SDIO，clk，WP,CD这些信号。那这些信号与文件系统是怎么关联起来的？因为MCU读写操作SD卡肯定是通过上述几个信号[/quote] 如果你移植过文件系统（如FAT）在单片机上，就明白这是如何关联的（就几个接口），真正要完全理解，那就得研究透文件系统源码。很多时候我们都是做应用，写好SD卡驱动，然后关联到FAT底层接口上，然后就使用文件系统，置于文件系统是如何工作的，还是需要点功力才能看懂所有源码。

[jklinux]

引用 2 楼 zengzx0107 的回复:

[quote=引用 1 楼 jklinux 的回复:] 首先确定一点先，如要读写sd上的内容肯定是需要你所提的信号吧。 sd上文件系统意味着有没有需要读写sd上的内容? 在操作系统里, 硬件由设备驱动负责的吧。　像linux里，sd卡被驱动后，设备驱动会产生设备文件/dev/mmcblk0p1 /dev/mmcblk0p2, 这样设备文件分别对应sd上的逻辑分区。你对sd分区的操作时是mount挂载上来再用的吧，当前对设备文件操作时，实际上是经过设备驱动产生相应的信号与sd卡进行通信的，用户只管调用驱动就可以了，驱动负责底层的信号而已

sd上文件系统需要读写SD卡上的内容。需要往SD卡保存数据。那这样是不是不用SDIO来读写数据，直接用文件形式往里读写数据呢？[/quote] 一个文件需要存起来肯定是得把文件的数据存放到sd卡的扇区上的，　也就是肯定需要用SDIO产生时序信号与sd卡通信。 你可以查下文件系统里的操作是否有调用sdio的驱动，　单片机应是用spi的接口来操作sd卡。 其实这个文件最简单的证明手段就是，用示波器抓取在文件系统里的操作的信号看看就一目了然了

[jklinux]

首先确定一点先，如要读写sd上的内容肯定是需要你所提的信号吧。 sd上文件系统意味着有没有需要读写sd上的内容? 在操作系统里, 硬件由设备驱动负责的吧。　像linux里，sd卡被驱动后，设备驱动会产生设备文件/dev/mmcblk0p1 /dev/mmcblk0p2, 这样设备文件分别对应sd上的逻辑分区。你对sd分区的操作时是mount挂载上来再用的吧，当前对设备文件操作时，实际上是经过设备驱动产生相应的信号与sd卡进行通信的，用户只管调用驱动就可以了，驱动负责底层的信号而已

[mcu_fan123]

引用 楼主 zengzx0107 的回复:

最近在做一个SD卡文件系统读写，有个问题没搞懂。SD卡和MCU是通过SDIO连接的，也就是WP,CD,SDIO1~SDIO3，CLK等信号连接。如果以文件系统形式读写SD卡，那SD卡的上述几个信号岂不是没作用，我觉得应该是有作用，这其中是怎么关联的啊？

如果你用的是四线的spi传输，那么你可以把你的系统理解为上位机，SD卡为下位机。首先CS引脚，也就是Chanel Selction会被拉低以表明改下位机被选中以通讯，所以CS引脚被设置为输出，默认值为高电平。随后，你每传输一个数据，CLK时钟引脚都会输出相应的时钟信号，同时由于SPI的特性，在MOSI输出一个字符时，MISO会同时默认读入一个0xFF的字符到读寄存器。如果你用到中断的时候就要注意始终序列和读写寄存器清除的问题。

[mcu_fan123]

引用 7 楼 mcu_fan123 的回复:

[quote=引用 楼主 zengzx0107 的回复:] 最近在做一个SD卡文件系统读写，有个问题没搞懂。SD卡和MCU是通过SDIO连接的，也就是WP,CD,SDIO1~SDIO3，CLK等信号连接。如果以文件系统形式读写SD卡，那SD卡的上述几个信号岂不是没作用，我觉得应该是有作用，这其中是怎么关联的啊？

如果你用的是四线的spi传输，那么你可以把你的系统理解为上位机，SD卡为下位机。首先CS引脚，也就是Chip Selction会被拉低以表明改下位机被选中以通讯，所以CS引脚被设置为输出，默认值为高电平。随后，你每传输一个数据，CLK时钟引脚都会输出相应的时钟信号，同时由于SPI的特性，在MOSI输出一个字符时，MISO会同时默认读入一个0xFF的字符到读寄存器。如果你用到中断的时候就要注意始终序列和读写寄存器清除的问题。[/quote] CS打错了，是chip selection

[of123]

这里需要分层这个概念。 首先，如果从底层做起，你要借助这些信号线的功能，完成物理层的传输功能函数库，一般称为底层驱动。这些功能函数，是面向逻辑地址进行读写的。（实际上，在 SD 卡的底层，还有将逻辑地址对物理地址转换的 FTL 层和对 Flash 存储器读写的底层操作函数。）你可以将 SD 卡看作可随意读写的存储器。 很多情况下，SD 卡的物理层已经由 MCU 的 SD 接口模块以硬件方式提供了。实际上，如果没有这种模块，你以 GPIO 的方式去实现 SD 卡的读写，很难达到需要的速率。你需要做的，仅仅是利用它所提供的接口调用 SD 卡的物理层规范定义的命令，以及按照协议传输数据。你可以写一套函数来完成 SD 卡数据的写入和读出。 文件系统管理程序，应该建立在物理层的上面。在这一层，你只考虑文件系统数据的架构和维护，认为数据的读写都是天然的。 总结一下，可以这样理解：你所说的这些信号，是连接到 MCU 的 SD 接口模块的，由它来处理。如果你的 MCU 没有这种模块，建议你采用 SPI 模式来连接 SD 卡。因为物理层规范是规定 SD 卡必须支持 SPI 模式，且选择哪种模式由主机端决定。

[凹特慢]

引用 9 楼 of123 的回复:

这里需要分层这个概念。 首先，如果从底层做起，你要借助这些信号线的功能，完成物理层的传输功能函数库，一般称为底层驱动。这些功能函数，是面向逻辑地址进行读写的。（实际上，在 SD 卡的底层，还有将逻辑地址对物理地址转换的 FTL 层和对 Flash 存储器读写的底层操作函数。）你可以将 SD 卡看作可随意读写的存储器。 很多情况下，SD 卡的物理层已经由 MCU 的 SD 接口模块以硬件方式提供了。实际上，如果没有这种模块，你以 GPIO 的方式去实现 SD 卡的读写，很难达到需要的速率。你需要做的，仅仅是利用它所提供的接口调用 SD 卡的物理层规范定义的命令，以及按照协议传输数据。你可以写一套函数来完成 SD 卡数据的写入和读出。 文件系统管理程序，应该建立在物理层的上面。在这一层，你只考虑文件系统数据的架构和维护，认为数据的读写都是天然的。 总结一下，可以这样理解：你所说的这些信号，是连接到 MCU 的 SD 接口模块的，由它来处理。如果你的 MCU 没有这种模块，建议你采用 SPI 模式来连接 SD 卡。因为物理层规范是规定 SD 卡必须支持 SPI 模式，且选择哪种模式由主机端决定。

您的意思，我在上层文件操作往SD里写文件和读文件，是上层来调用SD的驱动。其实最终还是靠SD的接口，也就是上述那几个信号线与MCU通讯的。但是至于文件系统怎么调用SD的驱动，不必深究。

[of123]

引用 10 楼 zengzx0107 的回复:

[quote=引用 9 楼 of123 的回复:] 这里需要分层这个概念。 首先，如果从底层做起，你要借助这些信号线的功能，完成物理层的传输功能函数库，一般称为底层驱动。这些功能函数，是面向逻辑地址进行读写的。（实际上，在 SD 卡的底层，还有将逻辑地址对物理地址转换的 FTL 层和对 Flash 存储器读写的底层操作函数。）你可以将 SD 卡看作可随意读写的存储器。 很多情况下，SD 卡的物理层已经由 MCU 的 SD 接口模块以硬件方式提供了。实际上，如果没有这种模块，你以 GPIO 的方式去实现 SD 卡的读写，很难达到需要的速率。你需要做的，仅仅是利用它所提供的接口调用 SD 卡的物理层规范定义的命令，以及按照协议传输数据。你可以写一套函数来完成 SD 卡数据的写入和读出。 文件系统管理程序，应该建立在物理层的上面。在这一层，你只考虑文件系统数据的架构和维护，认为数据的读写都是天然的。 总结一下，可以这样理解：你所说的这些信号，是连接到 MCU 的 SD 接口模块的，由它来处理。如果你的 MCU 没有这种模块，建议你采用 SPI 模式来连接 SD 卡。因为物理层规范是规定 SD 卡必须支持 SPI 模式，且选择哪种模式由主机端决定。

您的意思，我在上层文件操作往SD里写文件和读文件，是上层来调用SD的驱动。其实最终还是靠SD的接口，也就是上述那几个信号线与MCU通讯的。但是至于文件系统怎么调用SD的驱动，不必深究。[/quote]完全正确。