Linux 下wifi 驱动开发(三)—— SDIO接口WiFi驱动浅析

2023-11-15

      SDIO-Wifi模块是基于SDIO接口的符合wifi无线网络标准的嵌入式模块,内置无线网络协议IEEE802.11协议栈以及TCP/IP协议栈,能够实现用户主平台数据通过SDIO口到无线网络之间的转换。SDIO具有传输数据快,兼容SD、MMC接口等特点。

     对于SDIO接口的wifi,首先,它是一个sdio的卡的设备,然后具备了wifi的功能,所以,注册的时候还是先以sdio的卡的设备去注册的。然后检测到卡之后就要驱动他的wifi功能了,显然,他是用sdio的协议,通过发命令和数据来控制的。下面先简单回顾一下SDIO的相关知识:

一、SDIO相关基础知识解析

1、SDIO接口

       SDIO 故名思义,就是 SD 的 I/O 接口(interface)的意思,不过这样解释可能还有点抽像。更具体的说明,SD 本来是记忆卡的标准,但是现在也可以把 SD 拿来插上一些外围接口使用,这样的技术便是 SDIO。

       所以 SDIO 本身是一种相当单纯的技术,透过 SD 的 I/O 接脚来连接外部外围,并且透过 SD 上的 I/O 数据接位与这些外围传输数据,而且 SD 协会会员也推出很完整的 SDIO stack 驱动程序,使得 SDIO 外围(我们称为SDIO 卡)的开发与应用变得相当热门。

       现在已经有非常多的手机或是手持装置都支持 SDIO 的功能(SD 标准原本就是针对 mobile device 而制定),而且许多 SDIO 外围也都被开发出来,让手机外接外围更加容易,并且开发上更有弹性(不需要内建外围)。目前常见的 SDIO 外围(SDIO 卡)有:

· Wi-Fi card(无线网络卡) 

· CMOS sensor card(照相模块) 

· GPS card 

· GSM/GPRS modem card 

· Bluetooth card 

        SDIO 的应用将是未来嵌入式系统最重要的接口技术之一,并且也会取代目前 GPIO 式的 SPI 接口。


2、SDIO总线

      SDIO总线 和 USB总线 类似,SDIO也有两端,其中一端是HOST端,另一端是device端。所有的通信都是由HOST端 发送 命令 开始的,Device端只要能解析命令,就可以相互通信

CLK信号:HOST给DEVICE的 时钟信号,每个时钟周期传输一个命令。

CMD信号:双向 的信号,用于传送 命令 和 反应。

DAT0-DAT3 信号:四条用于传送的数据线。

VDD信号:电源信号。

VSS1,VSS2:电源地信号。


3、SDIO热插拔原理

方法:设置一个 定时器检查插拔中断检测

硬件:假如GPG10(EINT18)用于SD卡检测

GPG10 为高电平 即没有插入SD卡

GPG10为低电平  即插入了SD卡


4、SDIO命令

      SDIO总线上都是HOST端发起请求,然后DEVICE端回应请求。sdio命令由6个字节组成。

a -- Command:用于开始传输的命令,是由HOST端发往DEVICE端的。其中命令是通过CMD信号线传送的。

b -- Response:回应是DEVICE返回的HOST的命令,作为Command的回应。也是通过CMD线传送的。

c -- Data:数据是双向的传送的。可以设置为1线模式,也可以设置为4线模式。数据是通过DAT0-DAT3信号线传输的。

      SDIO的每次操作都是由HOST在CMD线上发起一个CMD,对于有的CMD,DEVICE需要返回Response,有的则不需要。

     对于读命令,首先HOST会向DEVICE发送命令,紧接着DEVICE会返回一个握手信号,此时,当HOST收到回应的握手信号后,会将数据放在4位的数据线上,在传送数据的同时会跟随着CRC校验码。当整个读传送完毕后,HOST会再次发送一个命令,通知DEVICE操作完毕,DEVICE同时会返回一个响应。

    对于写命令,首先HOST会向DEVICE发送命令,紧接着DEVICE会返回一个握手信号,此时,当HOST收到回应的握手信号后,会将数据放在4位的数据线上,在传送数据的同时会跟随着CRC校验码。当整个写传送完毕后,HOST会再次发送一个命令,通知DEVICE操作完毕,DEVICE同时会返回一个响应。


二、SDIO接口驱动

        前面讲到,SDIO接口的wifi,首先,它是一个sdio的卡的设备,然后具备了wifi的功能,所以SDIO接口的WiFi驱动就是在wifi驱动外面套上了一个SDIO驱动的外壳,SDIO驱动仍然符合设备驱动的分层与分离思想


     设备驱动层(wifi 设备)

                      |

核心层(向上向下提供接口)

                      |

主机驱动层 (实现SDIO驱动)


        下面先分析SDIO接口驱动的实现,看几个重要的数据结构(用于核心层与主机驱动层 的数据交换处理)。

[ /include/linux/mmc/host.h ]

struct mmc_host     用来描述卡控制器

struct mmc_card     用来描述卡

struct mmc_driver  用来描述 mmc 卡驱动

struct sdio_func      用来描述 功能设备

struct mmc_host_ops   用来描述卡控制器操作接口函数功能,用于从 主机控制器层向 core 层注册操作函数,从而将core 层与具体的主机控制器隔离。也就是说 core 要操作主机控制器,就用这个 ops 当中给的函数指针操作,不能直接调用具体主控制器的函数。

      HOST层驱动分析在 前面的系列文章中 Linux SD卡驱动开发(二) —— SD 卡驱动分析HOST篇 有详细阐述,下面只简单回顾一下一些重要函数处理

1、编写Host层驱动

     这里参考的是S3C24XX的HOST驱动程序   /drivers/mmc/host/s

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