SDIO WiFi模组调试经验案例

由于市面上大部分WiFi模组都只有Linux下的驱动，为了快速验证板子上的WiFi功能，直接使用V833开发板上的WiFi芯片XR819，因为V833开发板提供了RTOS下的XR819驱动，虽然是以lib库的形式提供，但也可以大大节省驱动移植的时间成本了。

一、原理图

二、Layout

这里使用了一个技巧，就是将IPX天线的座子和R1电阻重合在了一起，当需要使用PCB天线时，IPX座子不焊，焊接R1电阻；当需要使用IPX外接天线时，R1电阻不焊。

三、驱动修改

XR819的引脚可分为3类：电源、SDIO、reset和wake up信号。电源即3.3V和GND，XR819小板上有3.3V转1.8V的芯片，因此1.8V的电源无需关心；SDIO信号即SDIO_D0 ~ SDIO_D3、SDIO_CMD和SDIO_CLK；RESET引脚用于SOC复位XR819，低电平有效；WAKE UP引脚用于XR819唤醒SOC。

3.1 GPIO适配

XR819的reset引脚我们使用GPIO_PA0，wake up引脚使用GPIO_PA1。下面分别是reset引脚和wake up引脚的说明。

3.1.1 reset

wifi使能的使用，libxr819.a会调用xradio_wlan_gpio_power函数拉高reset引脚，但我们使用late_initcall在板子上电时主动调用wifi_power_on使能xr819模组，因为我们扫卡的逻辑和V833不一样，V833是在执行wifi相关的命令行时使能xr819并进行SDIO扫卡，而我们是上电就会扫卡，因此把使能的过程也放在了上电时，所以调用xradio_wlan_gpio_power函数时xr819已经使能，这里就不用再重复复位了。

#define WIFI_PWR_PIN    VC_GPIO_PA0
 
static void wlan_power_gpio_init(void)
{
	hal_gpio_set_pull(WIFI_PWR_PIN, GPIO_PULL_UP);
	hal_gpio_set_direction(WIFI_PWR_PIN, GPIO_DIRECTION_OUTPUT);
	hal_gpio_set_driving_level(WIFI_PWR_PIN, GPIO_DRIVING_LEVEL2);
}
 
int xradio_wlan_gpio_power(int on)
{
    if(on)
    {
        __log("already powered\n");
    }
    else
    {
        hal_gpio_set_data(WIFI_PWR_PIN, GPIO_DATA_LOW);
        XR_OS_MSleep(50);
    }
 
	return 0;
}
 
int wifi_power_on(void)
{
	wlan_power_gpio_init();
 
	hal_gpio_set_data(WIFI_PWR_PIN, GPIO_DATA_HIGH);
    udelay(10000);
	hal_gpio_set_data(WIFI_PWR_PIN, GPIO_DATA_LOW);
    udelay(20000);
	hal_gpio_set_data(WIFI_PWR_PIN, GPIO_DATA_HIGH);
    udelay(100000);
 
    return 0;
}
late_initcall(wifi_power_on);

3.1.2 wake up

wake up是xr819唤醒soc的引脚，当fw下载完成时，或有数据到来时，xr819通过这个引脚主动通知soc。同样的，libxr819.a会主动调用以下函数，我们只需要实现这些函数即可。

#define WIFI_WAKE_PIN   VC_GPIO_PA1
 
void xr_wlan_irq_subscribe(void *func)
{
	uint32_t irq_num;
 
    hal_gpio_pinmux_set_function(WIFI_WAKE_PIN, GPIO_MUXSEL_FUNCTION3);
	hal_gpio_set_pull(WIFI_WAKE_PIN, GPIO_PULL_UP);
	hal_gpio_set_direction(WIFI_WAKE_PIN, GPIO_DIRECTION_INPUT);	
	hal_gpio_set_driving_level(WIFI_WAKE_PIN, GPIO_DRIVING_LEVEL2);
	hal_gpio_to_irq(WIFI_WAKE_PIN, &irq_num);
	hal_gpio_irq_request(irq_num, func, IRQ_TYPE_EDGE_RISING, (void *)NULL);
	hal_gpio_irq_enable(irq_num);
}
 
void xr_wlan_irq_enable(void)
{
	uint32_t irq_num;
 
	hal_gpio_to_irq(WIFI_WAKE_PIN, &irq_num);
	hal_gpio_irq_enable(irq_num);
}
 
void xr_wlan_irq_enable_clr(void)
{
 
}
 
void xr_wlan_irq_disable(void)
{
	uint32_t irq_num;
 
	hal_gpio_to_irq(WIFI_WAKE_PIN, &irq_num);
	hal_gpio_irq_disable(irq_num);
}
 
void xr_wlan_irq_unsubscribe(void *func)
{
	uint32_t irq_num;
 
	hal_gpio_to_irq(WIFI_WAKE_PIN, &irq_num);
	hal_gpio_irq_free(irq_num);
}

3.2 SDIO适配

3.2.1 SDIO扫卡逻辑

SD卡和SDIO卡是完全不同的两个东西，SD卡是指SD存储卡，而SDIO卡一般是指支持SDIO协议的设备，例如SDIO WiFi网卡等；SD协议和SDIO协议也不是一回事，SDIO协议是由SD卡的协议演化升级而来的，很多地方保留了SD卡的读写协议，同时SDIO协议又在SD卡协议之上添加了CMD52命令（SD_IO_RW_DIRECT，用于单块数据读写和寄存器操作，方向为HOST->DEVICE）和CMD53命令（SD_IO_RW_EXTENDED，用于多块数据读写，方向是双向的），SDIO网卡充分使用了CMD52和CMD53两个命令。

SDIO协议是在SDSDIO总线设备统一在mmcsd_detect线程中扫描，由于SDIO总线上可能接TF卡，也可能接SDIO WiFi模组等设备，因此会有一个识别卡的逻辑，核心原理就是一些特定的命令只对特定类型的设备有效， 例如SDIO的CMD5，只对SDIO设备（例如SDIO WiFi、SDIO 蓝牙模组）等有效，TF卡是不会响应CMD5命令的，由此来识别是否是SDIO设备；通过发送CMD41和CMD1命令来区分是SD卡还是MMC卡，SD卡会响应CMD41命令，MMC卡会响应CMD1命令。代码如下：

3.2.2 SDIO初始化时序

初始化SDIO网卡的时序如下所示：

四、WiFi相关命令

4.1命令介绍

在串口输入“wifi”后敲回车，会弹出wifi相关的命令提示，如下所示：

• wifi -o命令用于选择模组的模式，wifi -o 0对应STA模式，wifi -o 1对应AP模式；
• wifi -s命令用于开启wifi扫描，随后会将扫描到的AP列表打印在控制台；
• wifi -c命令用于连接目标AP；
• wifi -d命令用于断开与AP的连接；
• wifi -f命令用于关闭wifi功能。

4.2初始化模组

xr819模组在初始化时需要加载固件，因此需要将xr819的固件放在/data/目录下，路径分别是

/data/xr_wifi.conf

/data/firmware/boot_xr819.bin

/data/firmware/fw_xr819.bin

/data/firmware/sdd_xr819.bin

其中，xr_wifi.conf存放的是wifi的mac地址，如果需要修改mac地址，修改这个文件即可。

/data/目录是板子的nand flash挂载路径，开发板上电会自动挂载，如果没有挂载成功，可能是这块区域还没有被格式化过，需要格式化一下。

初始的/data目录是空的，上述的四个文件可以通过TFTP下载到nand flash里：先cd到/data目录，tftp下载xr_wifi.conf，然后创建firmware目录，cd到/data/firmware目录，tftp下载剩余的3个bin文件。

 上面的firmware放置完成后，通过wifi -o 0命令即可使能wifi，打印出wifi up即说明wifi已经使能成功了。

4.3扫描AP

输入wifi -s命令即可启动wifi扫描，如下所示：

4.4连接AP

输入wifi -c dokin 19930408即可连接名为“dokin”的AP，19930408是这个ap的密码，连接成功后会自动进行dhcp获取ip地址，如下所示：

 

五、WiFi测试步骤

wifi的测试方法和emac一样，也是通过iperf测吞吐速率和稳定性，要求更高的，可以通过iperf进行拉距测试，从而测试wifi通信的极限距离。需要注意的是wifi iperf测试的物理连接，拓扑图如下所示，实际上只需要注意一点，就是PC与路由器必须是网线直连，否则如果PC和路由器也是通过WiFi连接，测出来的数据会不准，因为有线直连不存在干扰，而如果PC使用WiFi连接路由器，一是占用了wifi 带宽，二是会引入无线干扰。

最终测试出来的WiFi TCP上行和下行数据如下，都在28Mbps作左右，理论上在屏蔽箱里测试的速率才是最真实的极限吞吐速率。