RT-Thread驱动SD NAND初始化问题排查

SD NAND-贴片式TF卡-贴片式SD卡-免费测试2025-11-058

用RT-Thread驱动SD NAND卡在CMD55和ACMD41命令，这通常是初始化阶段的问题。为了帮你梳理排查思路，可以看看下面这个表格，它汇总了可能的原因和方向：

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排查SD NAND初始化问题

SD NAND的初始化流程（主要包括CMD8、CMD55、ACMD41等命令）对稳定性很敏感。

检查供电和硬件连接：

供电质量：SD NAND对电源纹波比较敏感，尤其在写入时电流可能突变。建议用示波器测量3.3V（或1.8V）电源在SD NAND操作时的波形，确认无较大跌落或毛刺。
焊接与接线：SD NAND多为LGA-8封装，请仔细检查是否存在虚焊、连锡。确保SDIO数据线、CLK、CMD线连接正确，走线尽量短，减少干扰。时钟频率在初始化阶段建议设置在400kHz以下，识别成功后再提高。

检查ACMD41命令发送流程：

正确的命令序列：发送ACMD41之前，必须先发送CMD55。CMD55的作用是告知SD卡，下一个命令是特定应用命令（ACMD）。ACMD41命令则用于开始SD卡的初始化过程，并设置其操作条件。

设置正确的ACMD41参数：ACMD41的参数中需要正确设置电压窗口（OCR） 和HCS（Host Capacity Support）位。HCS位设置为1表示主机支持高容量SDHC/SDXC卡（SD NAND一般视为SDHC卡）。

正确处理ACMD41响应：ACMD41的响应（R3类型）中包含一个Busy位（Bit 31）。主机需要重复发送ACMD41命令（通常与CMD55组合），直到Busy位设置为1，这表示卡初始化完成。同时，可以检查响应中的OCR寄存器值，确认卡支持的电压范围是否正确。

调整SDIO配置：

初始化时钟：在RT-Thread的SDIO驱动配置中，尝试将初始识别阶段的时钟频率降低（例如至400kHz或更低），待卡初始化成功后再切换到更高频率。
检查总线宽度：初始化阶段默认使用1位总线宽度，初始化成功后再尝试切换到4位宽度。
排查DMA配置：如果使能了DMA，检查相关配置，或暂时禁用DMA，使用轮询模式进行初始化测试。

排查文件系统与写入稳定性

确保文件系统兼容：RT-Thread的FatFS组件默认可能只支持MBR分区表。如果你的SD NAND是GPT分区，可能会导致挂载失败。请使用AiBurn等工具将SD NAND重新格式化为MBR分区表及FAT32文件系统。

处理文件写入异常：

检查并重新格式化：在RT-Thread下，如果SD NAND能挂载但写入文件异常（如导致飞控代码创建大量文件），尝试在PC端或使用工具对SD NAND进行完整的低级格式化（注意备份数据），再重新格式化为FAT32。
优化硬件：你提到的"偶尔写入错误"和"重新创建一大堆文件"，强烈指向硬件问题，特别是供电不足或焊接/接触不良。请再次确认供电能力，并仔细检查焊接。
调整SDIO时钟：适当降低SDIO总线时钟频率，有助于提升信号完整性。

在RT-Thread中编写测试代码

你可以尝试在RT-Thread的msh中，使用fal工具检查SD NAND分区并进行简单的读写测试，或者参考以下示例编写一个简单的读写测试程序：

#include <rtthread.h>
#include <dfs_fs.h>

#define TEST_FILE "/sdcard/test.txt"
#define TEST_STR "Hello, SD NAND! This is a write test. "

static void sd_nand_test(void)
{
int fd = -1;
char read_buf[128] = {0};

/* 挂载文件系统 */
if (dfs_mount("sd0", "/sdcard", "elm", 0, 0) != 0)
{
rt_kprintf("Mount failed! ");
/* 尝试格式化 */
if (dfs_mkfs("elm", "sd0") == 0)
{
rt_kprintf("Format successful, remounting... ");
if (dfs_mount("sd0", "/sdcard", "elm", 0, 0) != 0)
{
rt_kprintf("Mount after format failed! ");
return;
}
}
else
{
rt_kprintf("Format also failed! ");
return;
}
}
rt_kprintf("Mount successful! ");

/* 写入测试 */
fd = open(TEST_FILE, O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC);
if (fd < 0)
{
rt_kprintf("Open file for write failed! ");
goto __exit;
}
if (write(fd, TEST_STR, rt_strlen(TEST_STR)) > 0)
{
rt_kprintf("Write successful! ");
}
else
{
rt_kprintf("Write failed! ");
}
close(fd);

/* 读取测试 */
fd = open(TEST_FILE, O_RDONLY);
if (fd < 0)
{
rt_kprintf("Open file for read failed! ");
goto __exit;
}
read(fd, read_buf, sizeof(read_buf) - 1);
rt_kprintf("File content: %s ", read_buf);
close(fd);

__exit:
/* 卸载 */
dfs_unmount("/sdcard");
rt_kprintf("SD NAND test finished. ");
}
MSH_CMD_EXPORT(sd_nand_test, SD NAND Read Write Test);