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SDIO协议概述

2024-02-29 15:54:40阅读 1

SDIO 总线

       SDIO 总线和 USB 总线类似, SDIO 总线也有两端,其中一端是主机( HOST )端,另一端是设备端( DEVICE ),采用 HOST- DEVICE 这样的设计是为了简化 DEVICE 的设计,所有的通信都是由 HOST 端发出命令开始的。在 DEVICE 端只要能解溪 HOST 的命令,就可以同 HOST 进行通信了。

       这个是同 SD 的总线一样的 , 其中有如下的几种信号

1.        CLK 信号 :HOST 给 DEVICE 的时钟信号 .

2.        CMD 信号:双向的信号,用于传送命令和反应。

3.        DAT0-DAT3 信号 : 四条用于传送的数据线。

4.        VDD 信号 : 电源信号。

5.        VSS1 , VSS2: 电源地信号。

在 SDIO 总线定义中 ,DAT1 信号线复用为中断线。在 SDIO 的 1BIT 模式下 DAT0 用来传输数据, DAT1 用作中断线。在 SDIO 的 4BIT 模式下 DAT0-DAT3 用来传输数据,其中 DAT1 复用作中断线。

SDIO 命令:

       SDIO 总线上都是 HOST 端发起请求,然后 DEVICE 端回应请求。其中请求和回应中会数据信息。

1.        Command: 用于开始传输的命令,是由 HOST 端发往 DEVICE 端的。其中命令是通过 CMD 信号线传送的。

2.        Response: 回应是 DEVICE 返回的 HOST 的命令,作为 Command 的回应。也是通过

CMD 线传送的。

3.        Data: 数据是双向的传送的。可以设置为 1 线模式,也可以设置为 4 线模式。数据是通过 DAT0-DAT3 信号线传输的。

   SDIO 的每次操作都是由 HOST 在 CMD 线上发起一个 CMD ,对于有的 CMD , DEVICE 需要返回 Response ,有的则不需要。

       对于读命令,首先 HOST 会向 DEVICE 发送命令,紧接着 DEVICE 会返回一个握手信号,此时,当 HOST 收到回应的握手信号后,会将数据放在 4 位的数据线上,在传送数据的同时会跟随着 CRC 校验码。当整个读传送完毕后, HOST 会再次发送一个命令,通知 DEVICE 操作完毕, DEVICE 同时会返回一个响应。

       对于写命令,首先 HOST 会向 DEVICE 发送命令,紧接着 DEVICE 会返回一个握手信号,此时,当 HOST 收到回应的握手信号后,会将数据放在 4 位的数据线上,在传送数据的同时会跟随着 CRC 校验码。当整个写传送完毕后, HOST 会再次发送一个命令,通知 DEVICE 操作完毕, DEVICE 同时会返回一个响应。

SDIO 的寄存器:

      SDIO 卡的设备驱动 80% 的任务就是操作 SDIO 卡上的有关寄存器。 SDIO 卡最多允许有 7 个功能( function ) ,这个同其功能号是对应的( 0 ~ 7 ) , 每个功能都对应一个 128K 字节大小的寄存器,这个见下面的图。功能号之所以取值范围是 1~7 ,而没有包含 0 ,是因为功能 0 并不代表真正的功能,而代表 CIA 寄存器,即 Common I/O Area ,这个纪录着 SDIO 卡的一些基本信息和特性,并且可以改写这些寄存器。其中地址 0x1000~0x17fff 是 SDIO 卡的 CIS 区域,就是基本信息区域, Common Information Structure 。初始化的时候读取并配对 SDIO 设备。

       这些寄存器的详细分区已经其对应的功能,在开发过程中都是需要仔细研读的,这些都在协议的 SPEC 中都有详细说明,这里就不在罗索了。  

CMD52 命令:

SDIO 设备为了和 SD 内存卡兼容, SD 卡所有 Command 和 Response 完全兼容,同时加入了一些新的 Command 和Response 。例如,初始化 SD 内存卡使用 ACMD41 ,而 SDIO 卡设备则用 CMD5 通知 DEVICE 进行初始化。

但二者最重要的区别是, SDIO 卡比 SD 内存卡多了 CMD52 和 CMD53 命令,这两个命令可以方便的访问某个功能的某个地址寄存器。

CMD52 命令是 IO_RW_DIRECT 命令的简称,其命令格式如下

首先第一位为 0, 表明是起始位,第二位为传输方向,这里为 1 ,代表方向为 HOST 向 DEVICE 设备传送,其后 6 位为命令号,这里是 110100b ,用十进制表示为 52 , CMD52 的名字也由此而来。紧接着是读写标志位。

      然后是操作的功能号。也就是 function   number 。如果为 0 则指示为 CCCR 寄存器组。

       紧接着是寄存器地址,用 17 指示,由于功能寄存器有 128K 地址, 17 位正好能寻址。

       再下来 8 位 Write data or Staff Bits 的意思是说,如果当前为写操作,则为数据,否则 8 位为填充位。无意义。

       最后 7 位为 CRC 校验码。最后一位为结束位 0 。

       对于 CMD52 的 Response 是 48 位,命令格式如下:

       总结下, CMD52 是由 HOST 发往 DEVICE 的,它必须有 DEVICE 返回来的 Response 。 CMD52 不需要占用DAT 线,读写的数据是通过 CMD52 或者 Response 来传送。每次 CMD52 只能读或者写一个 byte .

 

CMD53 命令:

CMD52 每次只能读写一个字节,因为有了 CMD53 对读写进行了扩展, CMD53 允许每次读写多个字节或者多个块(BLOCK) 。 CMD53 的命令格式如下:

       第一位是 1, 为开始位,然后是一位方向位,总是 1 ,代表方向为 HOST 向 DEVICE 设备传送,其后 6 位为命令号,这里是 110101b ,用十进制表示为 53 , CMD53 的名字也由此而来。

       然后是 1 位的读写标志。接着是 3 位功能号,这个同 CMD52 都是相同的。 Block   Mode 如果 1 代表是块传输模式,否则为字节传输模式。

       OP Code 为操作位,如果是 0 ,代表数据往固定的位置读写,如果 1 代表是地质增量读写。例如,对地址 0 固定读写16 个字节,相当于 16 次读写的地址 0 ,而对地址 0 增量读写 16 个字节,相当于读写 0~15 地址的数据。

       然后是 17 位的地址寄存器,可以寻址到 128K 字节的地址,然后是 9 位的读写的计数,对于字节读取,读写大小就是这个计数,而对于块读写,读写的大小是计数乘以块的大小。

       随后的 7 位为 CRC 校验码。最后一位为 1 。

       当读写操作是块操作的时候,块的大小是可以通过设置 FBR 中的相关寄存器来设置。

       同 CMD52 命令不同的是, CMD53 没有返回的命令的,这里判断是否 DEVICE 设备读写完毕是需要驱动里面自己判断的,一般有 2 个方法, 1. 设置相应的读写完毕中断。如果 DEVICE 设备读写完毕,则对 HOST 设备发送中断。 2.HOST 设备主动查询 DEVICE 设备是否读写完毕,可以通过 CMD 命令是否有返回来判断是否 DEVICE 是否读写完毕。

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