SDIO主要功能

• 支持1位總線，4位總線，8位總線，8位總線可達(dá)48M傳輸速率。
• 支持MMC卡，SD卡和CE-ATA等標(biāo)準(zhǔn)

SDIO總線拓?fù)?/h2>

• 總線上的通信是通過傳送數(shù)據(jù)和命令實(shí)現(xiàn)的。

• 基本操作：命令/響應(yīng)，某些操作還有數(shù)據(jù)令牌。

• 在SD存儲器上是以數(shù)據(jù)塊的形式進(jìn)行傳輸。

• 當(dāng)選擇SDIO工作在SD4位數(shù)據(jù)總線工作模式時(shí)候，我們選中的引腳如下：

  
  
  SD卡用到的引腳

• 數(shù)據(jù)的傳輸操作流程如下：（以讀操作為例）

  • 主機(jī)發(fā)送命令，等待卡的響應(yīng)。
  • 卡響應(yīng)以后，數(shù)據(jù)從卡發(fā)送至主機(jī)，經(jīng)過CRC后（也可能是數(shù)據(jù)流，無需每次CRC）.
  • 繼續(xù)發(fā)送下一個(gè)數(shù)據(jù)塊。
  • 主機(jī)發(fā)送一個(gè)STOP的命令后，卡發(fā)回一個(gè)響應(yīng)，傳輸完成。

SDIO功能描述

• 包含兩個(gè)部分，一個(gè)是SDIO適配器，一個(gè)是AHB總線接口。
• 所有的數(shù)據(jù)線都工作于推挽模式。
• 對于SD或SD I/O卡，時(shí)鐘頻率可以在0MHz至25MHz間變化。

1. 適配器,一共五個(gè)部分

• 寄存器
• 控制單元

電源管理和時(shí)鐘分頻

命令通道

發(fā)送命令和接收響應(yīng)
- 命令通道狀態(tài)機(jī)CPSM
- 命令固定為48位，其中包括了開始和結(jié)束位，傳輸位一共3位
- 6位命令索引
- 32位參數(shù)
- 7位CRC
- 響應(yīng)則有兩種格式，短格式如上命令格式，長格式136位包括CID和CSD

數(shù)據(jù)通道

1. SD卡可以選擇4位總線或者1位總線，默認(rèn)為1位
2. 數(shù)據(jù)通道狀態(tài)機(jī)：DPSM使能后進(jìn)入WAIT-S或者WAIT-R狀態(tài)

• 發(fā)送狀態(tài)：如果FIFO中有數(shù)據(jù)，則發(fā)送出去
• 接收狀態(tài)，收到起始位進(jìn)入接收狀態(tài)，從卡中讀數(shù)據(jù)

3. DPSM一共6個(gè)狀態(tài)，包括idle，busy以外，還有WAIT-S和WAIT-R，以及sending和receiving狀態(tài)。
4. 數(shù)據(jù)令牌格式分成兩種，一種是塊數(shù)據(jù)，一種是流數(shù)據(jù)，塊數(shù)據(jù)包含了16位CRC，流數(shù)據(jù)則沒有。
5. 數(shù)據(jù)為32位+起始2位+CRC16位。

數(shù)據(jù)FIFO

1. FIFO大小為32*32，根據(jù)RXACT和TXACT來分配FIFO為發(fā)送還是接收
2. 發(fā)送FIFO,AHB數(shù)據(jù)寫入FIFO，有TXFIFOF和TXFIFOE表示FULL和EMPTY，當(dāng)8個(gè)以上的FIFO空時(shí)候，TXFIFOHE，此時(shí)可以通知DMA繼續(xù)填入數(shù)據(jù)，TXDAVL和TXUNDERR用于處理異常。
3. 接收FIFO類似。

總線接口

下面的例子，主機(jī)控制器使用CMD24(WRITE_BLOCK)從主機(jī)傳送512字節(jié)到MMC卡，關(guān)于CMD24命令，后面有統(tǒng)一描述。

1. 執(zhí)行卡識別過程
2. 提高SDIO_CK頻率
3. 發(fā)送CMD7命令選擇卡
4. 配置DMA2:清中斷，設(shè)置源地址和目標(biāo)地址，設(shè)置DMA2的其他參數(shù)，使能DMA
5. 發(fā)送CMD24:
   • 設(shè)置數(shù)據(jù)長度
   • 卡的地址
   • 設(shè)置命令WRITE_BLOCK
   • 等待SDIO_STA中斷
   • 等待DBCKEND
6. 查詢DMA通道的使能狀態(tài)

卡功能描述

卡識別模式

此模式只用到了CMD線，執(zhí)行流程：復(fù)位所有卡，檢測電壓范圍，分配地址RCA

卡復(fù)位

CMD0軟件復(fù)位后，所有的卡處于閑置模式，分配默認(rèn)地址，閑置模式下卡的輸出端為高阻狀態(tài)。

操作電壓范圍確認(rèn)

超出操作電壓的卡將進(jìn)入非激活狀態(tài)，存儲了CID和CSD的卡，電壓正常后則可以通信。

卡識別過程

MMC和SD卡的識別略有不同,MMC卡就是數(shù)碼相機(jī)用的卡，而SD卡更小，而SDIO接口通常用于WIFI和藍(lán)牙，GPS模塊用，SD卡的識別過程如下：

1. 總線被激活
2. 主機(jī)發(fā)送SEND_OP_COND
3. 主機(jī)得到響應(yīng)，不兼容的卡設(shè)為非激活狀態(tài)
4. ALL_SEND_CID廣播發(fā)送到激活卡
5. 激活的卡發(fā)送CID，如果有多個(gè)競爭，則用線與仲裁
6. 主機(jī)發(fā)送SET_RELATIVE_ADDR，作為剛剛CID卡的地址，然后此卡進(jìn)行待機(jī)。
7. 如果有多個(gè)卡，則進(jìn)行下一次循環(huán)。

寫數(shù)據(jù)塊

1. 執(zhí)行CMD24-27時(shí)，主機(jī)寫入數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)塊后跟CRC
2. WRITE_BL_LEN決定了數(shù)據(jù)長度，如果CRC錯(cuò)誤，則所有數(shù)據(jù)全部丟掉。
3. 如果卡已寫滿，或者有對齊等錯(cuò)誤發(fā)生時(shí)進(jìn)行處理，主機(jī)可以隨時(shí)發(fā)送SEND_STATUS來查詢狀態(tài)。
4. READY_FOR_DATA表示卡還可以繼續(xù)寫入數(shù)據(jù)，主機(jī)才繼續(xù)寫入
5. 有錯(cuò)誤時(shí)，SDIO_D拉低。

讀數(shù)據(jù)塊

讀數(shù)據(jù)塊的操作有點(diǎn)同寫數(shù)據(jù)塊

數(shù)據(jù)流操作

只適用于多媒體卡，SD卡和SDIO不支持這種最快速的操作。