ZYNQ系统中实现FAT32文件系统的SD卡读写 之一 硬件介绍

最新推荐文章于 2025-10-29 09:19:24 发布
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本文介绍如何在ZEDBOARD开发板上使用希科PMOD_SD扩展卡实现FAT32文件系统的SD卡读写功能。重点讲解了扩展卡与开发板之间的引脚连接方式及信号定义。


实验目标，在ZEDBOARD开发板子上外接 希科 PMOD_SD扩展卡实现FAT32文件系统的SD卡读写。





直接接在板子的JE接口。由于设计希科PMOD_SD时候正好对应了MIOS口，如图链接扩展板后，引脚对应关系如下：


DAT0MIO10
CMDMIO11
CLKMIO12
DAT1MIO13
DAT2MIO14
DAT3MIO15
WPMIO0
CDMIO9

这里注意WP是写保护Write protect，当WP=0时候，是写保护使能，指示告知读卡器或者SDIO控制器用户设置了WP开关，但是并没有任何电路的设置，也可以忽略之直接进行写操作。CD 是 检测信号，Card Detect,当CD=0时候，表示有卡插入读卡器。

注意有TF卡，实际上不适用这两个WP CD信号，可以在VIVADO环境下不设置这两个信号，等效于CD=0.WP=1。使用SD卡时也可以忽略这两个信号。


当然我们也可以使用EMIO，通过PL的IO将SDIO控制信号解出来，映射到PMOD口 JA ,JB,JC,JD 。



上述直接插在ZEDBOARD上的PMOD_SD模块购买地址是 ： https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.1-c.w4004-2467580809.26.WGblHM&id=552299365256






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（3）上电后卡会进入idle状态，如果是 SD 主机， CMD0 非必需；而 SPI 主机，第一条命令就应该发送 CMD0，让卡进入 SPI 模式。（2）提供最少 74个 SD 卡时钟给 SD 卡，保持 CMD 线为高。（2）在下电期间， DAT， CMD 和 CLK 应该断开， 或者拉到 0， 以防止操作电流通过信号线传递。（1）主机应该供电给卡，电压要在 250ms 之内达到 Vdd 最小值。（1）除了DDR50之外，其他的输入和输出均为上升沿有效。（1）vdd需要减小到0.5V，并且保持至少1ms。
SD卡格式化为FAT32文件系统的操作步骤
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<think>我们正在讨论如何将SD卡格式化为FAT32文件系统，以便在Zynq开发板上使用（例如存储txt文件）。根据引用内容，我们知道Zynq开发板通常使用FAT32文件系统来存储文件（如BOOT.bin等启动文件）。以下是详细步骤：###操作步骤（Windows系统为例）####1.**插入SD卡并备份数据**-将SD卡通过读卡器插入电脑USB口-**重要：备份SD卡原有数据**（格式化会清除所有数据）####2.**打开磁盘管理工具**-右键点击“此电脑”→“管理”→“磁盘管理”-找到SD卡对应的磁盘（注意核对容量，避免误操作）####3.**删除现有分区（可选）**-如果SD卡已有分区：-右键每个分区→“删除卷”→直到成为“未分配”空间-如果SD卡是全新或已空白，跳过此步####4.**创建新分区并格式化为FAT32**-右键未分配空间→“新建简单卷”-按向导操作：1.指定卷大小：默认最大值（全卡空间）2.分配驱动器号（如F:）3.文件系统选择**FAT32**4.卷标可自定义（如`ZYNC_SD`）5.勾选“执行快速格式化”-点击“完成”开始格式化>**注意**：如果SD卡容量大于32GB，Windows默认可能不显示FAT32选项[^1]。此时需用以下替代工具：####5.**大容量SD卡（>32GB）的特殊处理**-使用第三方工具（如**Rufus**或**GUIFormat**）：-**Rufus**操作：1.下载Rufus（[官网](https://rufus.ie/)）2.选择SD卡设备3.引导类型选“非可启动”4.文件系统选**FAT32**5.点击“开始”-**GUIFormat**操作：1.下载GUIFormat（搜索下载）2.选择SD卡驱动器3.文件系统选**FAT32**4.勾选“快速格式化”5.点击“开始”####6.**验证格式化结果**-打开“此电脑”，右键SD卡驱动器→“属性”-检查文件系统是否为**FAT32**-尝试创建测试文件（如`test.txt`）###关键注意事项-**分区格式**：Zynq通常要求**第一个分区为FAT32**（用于存放BOOT.bin、image.ub等启动文件）[^1]-**簇大小**：建议默认值（FAT32自动优化）-**安全弹出**：完成后务必“安全移除硬件”再拔卡###故障排除|问题现象|解决方案||----------|----------||Windows无FAT32选项|使用Rufus/GUIFormat工具||格式化失败|检查SD卡写保护开关（物理锁）||Zynq无法识别|确认分区是**主分区**且为**第一分区**|>完成格式化后，即可将txt文件复制到SD卡，并按之前方法在Zynq中读写[^2][^4]。---§§相关问题§§1.如何为Zynq开发板配置多分区SD卡（如FAT32+EXT4）？2.在Linux系统下如何将SD卡格式化为FAT32？3.Zynq启动时加载SD卡文件的完整流程是怎样的？</think>### 如何将SD卡格式化为FAT32文件系统（Zynq开发板专用） 以下是详细操作步骤，支持Windows/Linux双平台操作： --- #### **Windows系统操作步骤** ##### 方法1：使用磁盘管理工具（推荐） 1. **插入SD卡** - 通过读卡器将SD卡连接电脑 - 备份重要数据（**格式化将清除所有数据**） 2. **打开磁盘管理** - 快捷键`Win+X` → 选择"磁盘管理" - 定位SD卡（通过容量识别，如32GB） 3. **删除原有分区** ```mermaid graph LR A[右键SD卡分区] --> B[删除卷] B --> C[确认后变为未分配空间] ``` 4. **创建FAT32分区** - 右键未分配空间 → "新建简单卷" - 按向导操作： - 卷大小：**默认最大值** - 文件系统：**FAT32** - 分配驱动器号（如F:） - 勾选"快速格式化" - 完成格式化（约10-30秒） > ⚠️ 注意：若SD卡容量>32GB，Windows可能隐藏FAT32选项，请用方法2 ##### 方法2：使用第三方工具（大容量卡必备） 1. 下载工具 **[Rufus](https://rufus.ie/)**（轻量级开源工具） 2. 设置参数： ``` 设备: [选择SD卡] 引导类型: 非可启动 分区方案: MBR 文件系统: FAT32 簇大小: 默认（32KB） ``` 3. 点击"开始" → 确认警告 --- #### **Linux系统操作步骤** ```bash # 1. 识别SD卡设备名（通常为/dev/sdX） lsblk # 2. 卸载已有分区（假设为/dev/sdb1） sudo umount /dev/sdb* # 3. 删除旧分区表 sudo fdisk /dev/sdb > 输入 d # 删除分区 > 输入 w # 写入更改 # 4. 创建FAT32分区 sudo mkfs.fat -F 32 -n ZYNQ_SD /dev/sdb1 ``` 参数说明： - `-F 32`：强制FAT32格式 - `-n ZYNQ_SD`：设置卷标（可选） --- #### **Zynq开发板特殊要求** 1. **分区规范** - 必须为**第一个分区**（Zynq BootROM只识别分区1）[^1] - 建议分区容量：**32-64GB**（兼容性最佳） 2. **簇大小优化** | SD卡容量 | 推荐簇大小 | |----------|------------| | ≤8GB | 32KB | | 16-32GB | 64KB | | ≥64GB | 128KB | 3. **目录结构示例** ```bash F:/ ├── BOOT.bin # 启动文件[^3] ├── image.ub # 内核镜像 └── data/ # 自定义目录 └── log.txt # 你的文本文件 ``` --- #### **验证与故障处理** 1. **在PC端验证** - 创建测试文件`test.txt`写入SD卡 - 重新插拔后检查文件是否存在 2. **在Zynq端验证** 使用FATFS库挂载检测： ```c FRESULT res = f_mount(&fs, "", 1); if(res == FR_OK) { printf("SD卡挂载成功！\n"); } else { printf("错误代码: %d\n", res); // 常见错误见下表 } ``` 3. **错误代码速查** | 代码 | 含义 | 解决方案 | |------|------|----------| | FR_DISK_ERR | 硬件错误 | 检查SD卡触点/重插[^4] | | FR_NO_FILESYSTEM | 未格式化 | 按上述步骤重新格式化 | | FR_NOT_READY | 卡未响应 | 检查开发板供电电压 | > 📌 **关键提示**：Zynq 7000系列要求SD卡工作在**3.3V电平**，部分高速卡需在vivado中配置1.8V电平切换[^1] ---
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