Raspberry Pi にSDカードスロットを増設する

Raspberry Pi Compute Module 3+(CM3+)にSDカードスロットを増設しました。

CM3+の開発ボード，Compute Module IOにはMicroSDカードスロットが実装されていますが，付近にSD CARD ONLY FOR MODULES WITHOUT ON-BOARD FLASHと書いてあり，eMMCが搭載されているCM3+ではこのスロットが使えません。
CM3+を使うにあたってOSの起動はeMMCから，データの記録はSDカードへ，ということがしたい場合にはGPIOにSDカードを接続して使うことができます。
CM3+と開発ボードを使いましたが，ほかのRaspberry Piでも可能だと思います。

環境

以下のものを使いました。

• Raspberry Pi Compute Module 3+
• Compute Module IO rev 3
• Raspbian Buster-lite

配線

Raspberry PiではGPIO22-27またはGPIO34-39にSDカードを接続するとセカンダリSDとして使用することができます。今回はGPIO22-27に接続しました。

SDカードのピンアサインは以下のようになっています。

CM3+のGPIO22-27には後述する設定により，以下機能を割り当てることができるので，SDカードのピンの対応するものを接続します。
なお，VCCには3.3Vを，VSSはGNDに接続します。

GPIO	機能	SD
22	SD1_CLK	CLK
23	SD1_CMD	CMD
24	SD1_DAT0	DAT0
25	SD1_DAT1	DAT1
26	SD1_DAT2	DAT2
27	SD1_DAT3	DAT3

設定

ここのソースをダウンロードします。sdio22-overlay.dtsに名前を変えて，以下のコマンドを実行します。

sudo dtc -@ -I dts -O dtb -o sdio22.dtbo sdio22-overlay.dts

作成されたsdio22.dtboを/boot/overlaysに移動します。

sudo mv sdio22.dtbo /boot/overlays/

/boot/config.txtに以下を追記して再起動します。

dtoverlay=sdio22,poll_once=off,bus_width=1,sdio_overclock=50

接続確認

dmesg | grep mmcを実行し，以下のような表示があれば増設したSDがmmc1として認識されています。mmc0はCM3+に実装されているeMMCです。

[    2.554010] mmc1: host does not support reading read-only switch, assuming write-enable
[    2.573205] mmc1: new high speed SDHC card at address aaaa
[    2.616025] mmcblk1: mmc1:aaaa SA08G 7.40 GiB
[    2.705981]  mmcblk1: p1

Raspberry PiにSDカードを増設したかったらUSBに接続してしまうのが手っ取り早いと思いますが，CM3+を使って自分で基板を起こすとかRaspberry Pi Zeroを使うという場合には以上のような方法が使えると思います。