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sdio协议硬件时序,sdio通信

时间:2023-05-05 17:38:44 阅读:260152 作者:1239

sdio总线简介 一,简要二,SDIO总线物理电气特性 1,card电压的供电范围 2,信号pin脚定义 3,Bus Speed模式 三,SDIO Card类型分类四,SDIO Card 传输模式

一,简要

  SDIO协议是由SD协议演化而来,它主要是对SD协议进行了一些扩展,SDIO的英文全称是Secure Digital Input and Output,即安全数字输入输出接口。SDIO总线主要是为SDIO卡提供一个高速的I/O能力,并伴随着较低的功耗。SDIO总线不但支持SDIO卡,而且还兼容SD内存卡。支持SDIO的设备比如手机和相机不仅能支持SD卡,TF卡,随着SDIO硬件设备的扩充SDIO总线的外围能够支持更多的SDIO设备比如bluetooth,wifi,GPS,camera sensor等,它们的识别过程跟SD卡类似,主要差别是在SD协议的基础上做了些扩展。

二,SDIO总线物理电气特性  1,card电压的供电范围

  SDIO Card的电源电压在2.7V到3.6V

 2,信号pin脚定义


 图中SDIO控制器有两组SDIO总线,可以挂两张SDIO card。
 SDIO总线pin脚:
  1,CLK信号:HOST给DEVICE的时钟信号线
  2,CMD信号:用于HOST发送命令和DEVICE回复命令
  3,DAT0-DAT3:用于传送的数据线(DAT1复用作中断和数据传输)
  4,VDD信号:电源信号
  5,VSS1,VSS2:电源地信号
 在SDIO总线协议中定义,1Bit模式用DAT0来传输数据,DAT1用作中断,在4BIT模式下DAT0-DAT3用来传输数据,DAT1复用做中断线。
 以SD卡和TF卡为例,查看它们的pin脚定义

 SD存储卡( Secure Digital Memory Card),TF卡( Micro SD Card,原名Trans-flash Card),他们数据传输都同是通过SDIO总线,我们可以称它为SD card,虽然都用的是SDIO总线,SD card在HOST识别的过程中使用的是SD规范,SDIO card与之不同的是SDIO card识别使用的是SDIO规范。SDIO规范是从SD规范进行了扩展而来。SD卡比TF卡多了一个VSS引脚,他们都支持SD 1bit,4bit模式,和SPI模式,模式不同pin脚的功能也不一样。

 3,Bus Speed模式

 引用Spec的说明在不同的模式下的速率是sdio clock的速率是不同。是否能使用该Speed模式还要取决与host和device是否都支持该模式。

(1) Default Speed mode: 3.3V signaling, Frequency up to 25 MHz, up to12.5 MB/sec
(2) High Speed mode: 3.3V signaling, Frequency up to 50 MHz, up to 25 MB/sec
(3) SDR12: 1.8V signaling, Frequency up to 25MHz, up to 12.5MB/sec
(4) SDR25: 1.8V signaling, Frequency up to 50MHz, up to 25MB/sec
(5) SDR50: 1.8V signaling, Frequency up to 100MHz, up to 50MB/sec
(6) SDR104: 1.8V signaling, Frequency up to 208MHz, up to 104MB/sec
(7) DDR50: 1.8V signaling, Frequency up to 50MHz, sampled on both clock edges, up to 50MB/sec
  不同speed mode下吞吐量以及clock 频率如下图表所示:

 它根据信号电压的不用速率也会有所限制,如果card支持超高速模式(UHS),信号(CLK,CMD,DATA)电压需要从3.3V切换至1.8V。在切换前host需发送CMD11,之后电压从3.3V切换为1.8V,根据SDIO规范,这个切换过程对CLK,DATA也有一定的时序要求。

三,SDIO Card类型分类

 SDIO和SD规范的主要区别是增加了低速模式,按照SDIO规范分类有:
  Full-Speed card(全速卡),它支持SPI,1Bit,4Bit模式全速卡最高传输速率最高可达100MB/s也就是Bus Speed模式为SDR104
  Low-Speed card(低速卡),低速卡仅仅支持SPI,和1Bit传输模式,支持的时钟速率在0-400kHz之间,例如modem,扫码器,GPS接收器等
  如果SDIO card不支持removeable,则为Embedded SDIO card,它是永久的贴在了PCB上,例如支持SDIO的蓝牙wifi模块等,对于即支持I/O funciotn,又存在memory portion的card,我们称之为Combo card。

四,SDIO Card 传输模式

  1)SPI传输模式
  2)1Bit传输模式
  2)4Bit传输模式

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