摘要  简明介绍MMC卡驱动程序的体系结构，设计并实现MMC卡的底层驱动；对传统的块设备驱动程序中的单块读写进行改进，实现MMC卡的集群读写，同时实现了卡的电源管理和即插即用功能。
　　关键词 Linux MMC卡 底层驱动 集群读写 热拔插

　　引 言
　　MMC(Multitmedia Card)是一种体积小巧、容量大、使用方便的存储器，目前在手机等嵌入式系统中有着广泛的应用。MMC通过卡内的一个集成片内控制器对MMC卡进行控制和管理，当主机正确地驱动MMC卡后，就可以像磁盘一样方便地存取数据。本文所研究与实现的Linux驱动程序，以Intel XScale的PXA250为硬件平台，在遵循MMC卡通信协议规范的基础上，实现了卡的底层读写。然后对传统的块设备驱动程序中的单块读写进行了改进，实现了集群读写技术，提高了卡的读写速度；同时增加了电源管理功能，满足了嵌入式系统低功耗的需求；增加了即插即用功能CONTROL ENGINEERING China版权所有，方便了用户的使用。

　　1 MMC卡驱动程序的体系结构
　　MMC卡仅通过5个引脚与主机的控制器相连，通过串行协议与主机通信。MMC卡在硬件上的简单构造必然导致在实现驱动

程序上的复杂。依据MMC卡的通信掷议规范和Linux驱动程序的结构，把驱动程序原有的底层驱动、守护线程、单块读写进行改进和扩展，其结构层次再划分为底层驱动、守护线程、集群读写、电源管理及热拔插管理5个部分，如图l所示。

　　图1中各部分的功能为：
　　①底层驱动——处理直接涉及与MMC卡硬件寄存器端口的操作，包括：命令的发布和响应、中断响应和处理、PIO或者DMA通道数据传输等。
　　②集群读写——将磁盘相邻数据块的读写请求合并起来一起发布读写命令，以加快数据读写，并在读写中实现并发控制。
　　③电源管理——实现MMC卡的低功耗管理。
　　④热拔插管理——实现MMC卡的即插即用功能。
　　⑤守护线程——响应文件系统的读写请求并启动对卡的1/O。

　　2 MMC卡驱动程序的实现
　　2．1 底层驱动
　　底层驱动指的是直接对MMC卡进行操作。MMC卡采用串行的数据传输方式；是一种比较“精细”的卡www.cechina.cn，对它的操作比较复杂而且必须有准确的时序安排。以下从命令的发布和响应、中断响应和处理、DMA数据传输3个方面讲述如何进行底层读写驱动。

　　(1)命令发布和响应
　　MMC卡的操作是通过对其18个控制寄存器的读写实现的。首先，设置时钟起停寄存器MMC_STRCPL的最低两位为01．关闭MMC卡内部时钟。然后，设置中断屏蔽寄存器MMC_LMASK的最低7位都为1，屏蔽所有对MMC控制器的中断，再向指定的MMC控制寄存器中写入命令参数，如时钟频率设置寄存器MMC_CLKRTwww.cechina.cn，读写块数寄存器MMC_NOB，命令寄存器MMC_CMD等。最后，打开内部时钟，解除屏蔽的中断。这时，当前读写进程进入睡眠状态，等待中断处理程序的唤醒。

　　(2)中断响应和处理
　　MMC卡在数据传输请求、内部时钟关闭、命令发布完毕、数据传输完毕的情况下都会产生中断，但足MMC卡的控制器只通过1裉GPIO23的引脚与CPU相连，用于中断信号线的复用；因此在中断处理程序中，必须首先判断到底是哪种原因产生的中断，然后再进行相应的处理。这里，MMC卡在正确发布读写命令以后，系统会产生1次中断，中断处理程序中读取MMC_IREG的值，判断命令已经发布成功，同时唤醒等待命令完成的进程。

　　读写进程被中断唤醒后，首先读取MMC卡响应寄存器MMC_RES中的状态信息控制工程网版权所有，再根据这些状态信息判断命令是否发布成功和卡的当前状态。如果这些状态信息表示命令执行成功，则通过读写缓冲寄存器MMC_RXFIFO和MMC_TXFIFO进行数据的读写(这里使用DMA进行数据传输，提高了数据的传输速度)；如果返回的状态信息表明命令执行不成功，则根据状念信息进行相应的出错处理。

　　(3)DMA数据传输
　　驱动程序中对MMC卡的数据读写是通过DMA通道进行传输的。为了保汪操作的连续性，驱动程序对MMC卡的输入和输出缓冲各设置1个DMA通道，在进行实际数据传输时，读写进程也进入睡眠状态，等待DMA数据传输完毕后，被DMA中断唤醒。实现一次读操作的伪代码如下：
　　Pxa_read_mmc(){

　　关闭时钟，屏蔽中断；
　　设置读写寄存器的内容； /*读写块数，起始块数，读写速度等*／
　　打开时钟控制工程网版权所有，发布读写命令；
　　Interruptible_sleep_on()； ／*进入可打断睡眠状态，等待中断程序的唤醒*／
　　被中断程序唤醒，打开DMA通道，进行数据传输，再次进入可打断睡眠状态；
　　被DMA传输完毕中断唤醒，发布结束传输命令，结束数据传输；

　　2．2 集群(clustering)读写和并发控制
　　2．2．1 传统的块设备驱动