В общем, сделал я образ каждого раздела флешки (обычные образы, не побайтовые). Затем скопировал mbr и таблицу разделов с помощью dd на другую флешку и восстановил образы разделов уже на другую флешку.
Но все это не помогло, устройство с нее не грузится, видимо, простым копированием флешки не обойтись. Нужно каким-то образом ковырять бинарный u-boot, чтобы подменить там драйвер mmc, который читает только SD на драйвер, который читает SD и SDHC. Пока не ясно, как это сделать, изучаю.