贴片式SD卡(通常指采用LGA/BGA封装的SD NAND模块)在嵌入式系统中广泛应用,其烧录程序的方法与传统可插拔SD卡有所不同。以下是针对不同场景的烧录方案及详细步骤:
明确烧录内容
固件/引导程序:需通过调试接口(如JTAG/SWD)写入MCU,再由MCU初始化SD NAND。
应用数据/文件系统:直接将文件(如配置文件、图片、音频等)写入SD NAND的存储区域。
操作系统镜像:如Linux内核、FAT32/exFAT文件系统镜像。
硬件工具准备
已焊接SD NAND的PCB板:需确认MCU与SD NAND的接口(SDIO/SPI)正常通信。
调试器/烧录器:J-Link、ST-Link等(用于MCU固件更新)。
USB转串口模块:用于通过UART与MCU通信(如CH340、FT232)。
逻辑分析仪(可选):抓取SDIO/SPI信号,调试通信问题。
硬件连接
将MCU的调试接口(SWD/JTAG)连接至烧录器,UART连接至PC。
确保SD NAND的电源(3.3V)和信号线(CLK、CMD、DAT0-3)已正确连接。
软件配置
步骤1:开发MCU的烧录固件
使用嵌入式框架(如STM32CubeMX)配置SDIO/SPI接口,并集成文件系统库(如FATFS、LittleFS)。
// 示例代码:STM32通过SDIO初始化SD NAND并写入文件
FATFS fs;
FIL file;
uint8_t buffer[] = "Hello, SD NAND!";
// 初始化SDIO
if (BSP_SD_Init() == MSD_OK) {
// 挂载文件系统
if (f_mount(&fs, "", 1) == FR_OK) {
// 创建并写入文件
f_open(&file, "test.txt", FA_CREATE_ALWAYS | FA_WRITE);
f_write(&file, buffer, sizeof(buffer), NULL);
f_close(&file);
}
}
步骤2:编译并烧录MCU固件
通过Keil、IAR或OpenOCD将固件写入MCU,确保SD NAND初始化正常。
数据传输
方式1:通过UART传输文件
使用YModem协议或自定义协议,将PC端文件发送至MCU,再由MCU写入SD NAND。
# PC端使用Tera Term发送文件Send File → YModem → 选择待传输文件
方式2:通过USB Mass Storage
若MCU支持USB Host,可将SD NAND映射为U盘,直接拖拽文件写入。
使用专用烧录座
工具选择:雷龙SD NAND编程器、通用NAND闪存烧录器(需支持SD协议)。
步骤:
将SD NAND放入烧录座,连接至PC。
使用烧录软件(如雷龙提供的工具)写入镜像或文件。
校验数据完整性后取出,焊接至PCB。
手动接线烧录(仅限SPI模式)
将SD NAND的SPI引脚(CS、SCK、MOSI、MISO)连接至USB-SPI转换器(如FT2232H)。
供电引脚(VCC、GND)接3.3V电源。
硬件连接:
软件工具:
使用Flashrom或SPI Flash Tool直接读写存储区域。
# 使用Flashrom读取SD NAND内容
flashrom -p ft2232_spi:type=2232H -r backup.bin
文件系统格式化
Windows:使用DiskGenius或format
命令。
Linux:使用mkfs.vfat
或mkfs.exfat
。
推荐格式:FAT32(兼容性强)、exFAT(支持大文件)。
工具选择:
# Linux下格式化SD NAND为FAT32
sudo mkfs.vfat -F 32 /dev/sdX
信号完整性保障
上拉电阻:SDIO模式下CMD和DAT线需4.7kΩ上拉。
电源滤波:VCC引脚并联0.1μF+10μF电容,避免写入时电压跌落。
量产批量烧录
使用脱机烧录器(如雷龙量产工具)批量烧录镜像。
定制治具(Fixture)实现多颗SD NAND并行烧录。
自动化方案:
数据校验:
在烧录后增加CRC校验或哈希校验(如SHA-256)。
问题现象 | 可能原因 | 解决方案 |
---|---|---|
MCU无法识别SD NAND | 1. 焊接不良 2. 电源电压不足 | 1. 检查焊点/X光检测 2. 测量VCC并增加滤波电容 |
文件写入后读取错误 | 1. 文件系统损坏 2. SPI相位配置错误 | 1. 重新格式化 2. 检查SPI时钟相位与极性 |
烧录速度极慢 | 1. SPI时钟频率过低 2. 未启用4线SDIO模式 | 1. 提高SCK频率至25MHz(SPI) 2. 配置SDIO为4位总线模式 |
贴片式SD卡的烧录需根据实际场景选择方案:
已焊接在PCB:通过MCU间接烧录,需开发配套固件并利用UART/USB传输数据。
未焊接:使用专用烧录座或SPI工具直接离线编程,适合量产前预烧录。
关键点在于确保硬件接口稳定、文件系统兼容,并通过自动化工具提升量产效率。首次操作建议先烧录测试文件验证流程,再逐步过渡到完整应用数据。
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