RT-Thread IoT-OS下AP6181 Wi-Fi模块的SDIO驱动与BCM43362详解

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1.13MB | 更新于2024-07-15 | 91 浏览量 | 举报收藏

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本章将深入探讨在RT-Thread操作系统(IOT-OS)环境中，如何管理和驱动SDIO接口的AP6181(BCM43362) Wi-Fi模块。首先，AP6181是一种板载Wi-Fi芯片，它集成在Pandora开发板上，无需额外的ESP8266等扩展模块，能够直接连接Wi-Fi并访问互联网。它的硬件接口采用SDIOv2.0标准，支持高速数据传输，时钟频率最高可达50MHz，并能通过4位或1位数据线模式。 AP6181基于Broadcom的BCM43362芯片，该芯片包含ARM Cortex-M3内核，带有片上存储器，用于运行Wi-Fi相关的固件，处理数据帧，管理无线链路资源，以及执行Wi-Fi数据帧与以太网数据帧的转换。其内部结构清晰，包括Wi-Fi MAC（媒体访问控制）、PHY（物理层）和RADIO（无线收发器）层。驱动实现过程中，重要的是理解SDIO设备对象管理，即如何在RT-Thread中创建、配置和控制SDIO设备。这涉及到了解设备驱动的分层架构，如驱动核心层、设备驱动层和用户空间接口，确保数据传输的高效和稳定性。此外，还需要关注Wi-Fi模块的中断机制，如Wi-FiINT/WL_HOST_WAKE引脚，它在接收到数据帧后触发中断，唤醒主机进行处理。在操作AP6181时，开发者需注意外接引脚的使用，如SDIO的数据、命令和时钟线，以及电源管理引脚WL_REG_ON。同时，要确保在启动和关闭Wi-Fi功能时正确管理芯片的供电状态，如通过WL_RST_N/POR引脚进行电源管理和复位。本章内容涵盖了从SDIO接口的理解、Wi-Fi模块硬件特性、驱动设计原则到实际操作细节的全面讲解，对于理解和使用RT-Thread驱动AP6181 Wi-Fi模块提供了实用的指导。通过学习，开发者可以掌握如何有效地在物联网系统中集成和管理这类无线通信模块。

rt-thread-4.0.1\src\device.c

// 设备驱动框架层

rt-thread-4.0.1\components\drivers\include\drivers\sdio.h

rt-thread-4.0.1\components\drivers\sdio\sdio.c

rt-thread-4.0.1\components\drivers\include\drivers\mmcsd_card.h

rt-thread-4.0.1\components\drivers\include\drivers\mmcsd_core.h

rt-thread-4.0.1\components\drivers\include\drivers\mmcsd_cmd.h

rt-thread-4.0.1\components\drivers\sdio\mmcsd_core.c

rt-thread-4.0.1\components\drivers\include\drivers\mmcsd_host.h

// 设备驱动层

libraries\HAL_Drivers\drv_sdio.h

libraries\HAL_Drivers\drv_sdio.c

SDIO的设备驱动框架层还可以细分为SDIO Card Layer、Core Layer、Host Layer，但这种分层没有清晰的展示出Host与Card的主从分离思想。上面并没有展示SDIO Card Driver —

WLAN Driver 的相关文件，我也不知道应该将其放到设备驱动框架层还是设备驱动层。

如果按照主从分离思想看，SDIO协议可以分为主机Host 与卡设备Card，I/O Card可能支持的功能模块比较多（1个I/O Card最多可以包含7个功能模块），驱动种类与数量自然也比

较多。如果我们把 I/O Card和 function device driver 看作一体，驱动代码的复用性就比较低。如果我们我们借鉴Linux的总线设备驱动模型（如下图所示），将 I/O Card和 function

device driver 也分开，就可以根据需要灵活匹配 Driver 与 Function Device，不仅实现了Host — Card 的主从分离，也实现了 Function Device — Function Driver 的设备驱动分离，符

合编写代码的高内聚、低耦合原则。

一个总线Bus 分别管理一个设备链表device_list 和一个驱动链表 driver_list，当新注册一个I/O Card/Device 或 Function device Driver 时，探测已有的 driver_list 或 device_list 并尝试

与自己匹配（调用Bus提供的match接口函数）。当Driver 与 Device 完成匹配后，就可以调用Driver提供的probe接口函数完成Device设备的初始化，后面就可以通过Driver提供的

API 来访问Device设备，实现相应功能的扩展服务。

2.1 SDIO Bus Driver

2.1.1 Host 数据结构描述数据结构描述

SDIO Bus要给出Command、Response、Data三部分分别是如何描述、配置和传输的，而这三部分的传输是受主机Host 控制的，在介绍Command/Response与Data的描述结构前，

先介绍下主机Host 是如何描述的：

// rt-thread-4.0.1\components\drivers\include\drivers\mmcsd_host.h

struct rt_mmcsd_host {

struct rt_mmcsd_card *card;

const struct rt_mmcsd_host_ops *ops;

rt_uint32_t freq_min;

rt_uint32_t freq_max;

struct rt_mmcsd_io_cfg io_cfg;

rt_uint32_t valid_ocr; /* current valid OCR */

#define VDD_165_195 (1 << 7) /* VDD voltage 1.65 - 1.95 */

#define VDD_20_21 (1 << 8) /* VDD voltage 2.0 ~ 2.1 */

#define VDD_21_22 (1 << 9) /* VDD voltage 2.1 ~ 2.2 */

#define VDD_22_23 (1 << 10) /* VDD voltage 2.2 ~ 2.3 */

#define VDD_23_24 (1 << 11) /* VDD voltage 2.3 ~ 2.4 */

#define VDD_24_25 (1 << 12) /* VDD voltage 2.4 ~ 2.5 */

#define VDD_25_26 (1 << 13) /* VDD voltage 2.5 ~ 2.6 */

#define VDD_26_27 (1 << 14) /* VDD voltage 2.6 ~ 2.7 */

#define VDD_27_28 (1 << 15) /* VDD voltage 2.7 ~ 2.8 */

#define VDD_28_29 (1 << 16) /* VDD voltage 2.8 ~ 2.9 */

#define VDD_29_30 (1 << 17) /* VDD voltage 2.9 ~ 3.0 */

#define VDD_30_31 (1 << 18) /* VDD voltage 3.0 ~ 3.1 */

#define VDD_31_32 (1 << 19) /* VDD voltage 3.1 ~ 3.2 */

#define VDD_32_33 (1 << 20) /* VDD voltage 3.2 ~ 3.3 */

#define VDD_33_34 (1 << 21) /* VDD voltage 3.3 ~ 3.4 */

#define VDD_34_35 (1 << 22) /* VDD voltage 3.4 ~ 3.5 */

#define VDD_35_36 (1 << 23) /* VDD voltage 3.5 ~ 3.6 */

rt_uint32_t flags; /* define device capabilities */

#define MMCSD_BUSWIDTH_4 (1 << 0)

#define MMCSD_BUSWIDTH_8 (1 << 1)

#define MMCSD_MUTBLKWRITE (1 << 2)

#define MMCSD_HOST_IS_SPI (1 <flags & MMCSD_HOST_IS_SPI)

#define MMCSD_SUP_SDIO_IRQ (1 << 4) /* support signal pending SDIO IRQs */

#define MMCSD_SUP_HIGHSPEED (1 << 5) /* support high speed */

rt_uint32_t max_seg_size; /* maximum size of one dma segment */

rt_uint32_t max_dma_segs; /* maximum number of dma segments in one request */

rt_uint32_t max_blk_size; /* maximum block size */

rt_uint32_t max_blk_count; /* maximum block count */

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