STM32F4 SDIO FATFS SDカード実装（７）評価とまとめ

動作状況とまとめ

１．動作状況
１）SDカード初期化コード
　初期化CLK 400kHz
　Raw bits 欄のエラーメッセージは Viewer表示のバグ 

STM32F4	SD card
CMD0　　→	No Reply
CMD8　　→	Reply : R7 ↙︎
CMD55　↘︎
	Reply : R1 ←
to SD 4bit

２．書込み速度
１）書込み速度一覧
　安定して書込めたSDIO_CK周波数と書込み速度

（１）測定条件
　SDカード : Transcend Premium 400x 32GB Class10
　データ：15360byte x 125回書込み各回の平均値

（２）測定結果 SDIO_CK 24MHz

３．解説
１）初期化コード
　・ネットで調べると CMD0 – CMD8 – CMD55 の後に ACMD41があるようですがそこまで追えていません
　・初期化時のクロックは自動的に400kHzになるようでその後に hsd.Init.ClockDiv で設定した周波数に遷移する

２）書込み速度
　時々平均値の半分以下の速度まで落ちるため非同期データを取り扱う場合は対策しないとデータを取りこぼす
　書込み速度はコンパイラ最適化でアップするのでコードに依存する部分も多い
　・SDIO hardware flow control : disable のままでは SD 4bitモードでは 6MHzまでしか安定しない
　・SD 1bitモードは disableでも24MHzまで動く
　・SD 4bitモードはFIFO underrun (TX mode) エラーとなるのでソフトが追いついていないと思われる
　・（３）でも貼り付けた下記参考資料（１）によるとSD 4bitモードでは転送タイミングに問題があるように思われる
　SDカードソケット外付けのBlackPill ボードではI2C(OLED)実装でクロックを上げられなかった
　STM32F4_64Pボードでは24MHzでも正常に動作する

３）参考
（１）STM32F2xx / STM32F4xx SDIO Interface Part 2

blog.frankvh.com

（２）SDカードの読み出し速度向上とオーバークロック

power-of-tech.hatenablog.com

 

４．まとめ
　今回気がついた不具合現象と対策一覧

原å›		対策	不具合現象
			f_mount エラー	書込めない 場合がある	書込めない	PCで 読めない
SDカード	カード不具合	FAT32フォーマット実施 クイックフォーマットチェック外す	◯	◯	◯	◯
SDカード モジュール	供給電流不足	電源回路内蔵モジュールにする	◯	◯	◯	ー
		別電源にする
	レベル変換 バッファあり	バッファなしモジュールにする	◯	ー	ー	ー
	信号線 プルアップなし	プルアップする	◯	ー	ー	ー
	1 CDピン Lレベル	Hレベルにする	◯	ー	ー	ー
	カード検出入力 Hレベル	プルアップする	◯	ー	ー	ー
		Platform Setting 割当しない
STM32 CubeMX	・SDIO_CK 　速すぎる ・割込処理時間 　長い ・FIFO 　underrun	SDIO_CK 遅くする	◯	◯	◯	ー
		コンパイラ最適化	ー	◯	◯	ー
		SDIO hardware flow control : enable STM32F411xC/xE 使用禁止	ー	◯	◯	ー
コード		FATFS関数処理中割込禁止	ー	◯	◯	ー
		割込処理中 SDIO_CK停止
Debug	ST LINKから 供給電流不足	外部電源で駆動	◯	◯	◯	ー
SD 4bit Middleware	Middleware バグ	SD 1bitで起動し初期設定の後 SD 4bitに切替える	◯	ー	ー	ー
	再マウント	unmount, UnLink後に 再Link、再マウントする	◯	ー	ー	ー

 

おしまい