重学STM32---（八）----SDIO

1.　　SDIO（SD/SDIO MMC卡主机模块）在AHB外设总线和多媒体卡(MMC)、SD存储卡、SDIO卡和CE-ATA设备间提供了操作接口。（SDIO没有SPI兼容的通信模式 ）

1.1.什么是MMC卡

MMC：MMC就是MultiMediaCard的缩写，即多媒体卡。它是一种非易失性存储器件，体积小巧(24mm*32mm*1.4mm)，容量大,耗电量低,传输速度快，广泛应用于消费类电子产品中。

1.2.什么是SD卡

SD：SD卡为Secure Digital Memory Card, 即安全数码卡。它在MMC的基础上发展而来，增加了两个主要特色：SD卡强调数据的安全安全，可以设定所储存的 
使用权限，防止数据被他人复制;另外一个特色就是传输速度比2.11版的MMC卡快。在数据传输和物理规范上，SD卡(24mm*32mm*2.1mm,比MMC卡更厚一点)，向前兼容了MMC卡.所有支持SD卡的设备也支持MMC卡。SD卡和2.11版的MMC卡完全兼容。

1.3.什么是SDIO

SDIO：SDIO是在SD标准上定义了一种外设接口，它和SD卡规范间的一个重要区别是增加了低速标准。在SDIO卡只需要SPI和1位SD传输模式。低速卡的目标应用是以最小的硬件开销支持低速IO能力。

现在已经有非常多的手机或是手持装置都支持 SDIO 的功能（SD 标准原本就是针对 mobile device 而制定），而且许多 SDIO 外围也都被开发出来，让手机外接外围更加容易，并且开发上更有弹性（不需要内建外围）。目前常见的 SDIO 外围（SDIO 卡）有：

· Wi-Fi card（无线网络卡）

· CMOS sensor card

· GPS card

· GSM/GPRS modem card

· Bluetooth card

·  Radio/TV card

SDIO 的应用将是未来嵌入式系统最重要的接口技术之一，并且也会取代目前 GPIO 式的 SPI 接口。

1.4. CE-ATA 一种基于为了节省接口IO数量，专为轻薄笔记本硬盘设计的笔记本硬盘高速通讯接口

2. SDIO功能描述 

2.1 复位后默认情况下SDIO_D0用于数据传输。初始化后主机可以改变数据总线的宽度。（通过SDIO时钟控制寄存器(SDIO_CLKCR) 改变）
2.2 如果一个多媒体卡接到了总线上，则SDIO_D0、SDIO_D[3:0]或SDIO_D[7:0]可以用于数据传输。MMC版本V3.31和之前版本的协议只支持1位数据线，所以只能用SDIO_D0。

2.3 如果一个SD或SD I/O卡接到了总线上，可以通过主机配置数据传输使用SDIO_D0或SDIO_D[3:0]。所有的数据线都工作在推挽模式。

2.4 SDIO_CMD有两种操作模式：
● 用于初始化时的开路模式(仅用于MMC版本V3.31或之前版本)
● 用于命令传输的推挽模式(SD/SD I/O卡和MMC V4.2在初始化时也使用推挽驱动)
2.5 SDIO_CK是卡的时钟：每个时钟周期在命令和数据线上传输1位命令或数据。对于多媒体卡V3.31协议，时钟频率可以在0MHz至20MHz间变化；对于多媒体卡V4.0/4.2协议，时钟频率可以在0MHz至48MHz间变化；对于SD或SD I/O卡，时钟频率可以在0MHz至25MHz间变化。（初始化时不大于400KHz）
SDIO使用两个时钟信号： 
● SDIO适配器时钟(SDIOCLK=HCLK) 72MHz
● AHB总线时钟(HCLK/2)

3. SDIO命令传输

3.1 命令：命令是用于开始一项操作。主机向一个指定的卡或所有的卡发出带地址的命令或广播命令(广播命令只适合于MMC V3.31或之前的版本)。命令在CMD线上串行传送。所有命令的长度固定为48位，下表给出了多媒体卡、SD存储卡和SDIO卡上一般的命令格式。

命令通道操作于半双工模式，这样命令和响应可以分别发送和接收。如果CPSM不处在发送状态，SDIO_CMD输出处于高阻状态，SDIO_CMD上的数据与
SDIO_CK的上升沿同步。

所有的命令都是由 STM32F1 发出，其中开始位、传输位、CRC7 和结束位由 SDIO硬件控制，我们需要设置的就只有命令索引和参数部分。其中命令索引（如 CMD0，CMD1 之类的）在 SDIO_CMD 寄存器里面设置，命令参数则由寄存器 SDIO_ARG 设置。一般情况下，选中的 SD卡在接收到命令之后，都会回复一个应答（注意 CMD0 是无应答的），这个应答我们称之为响应，响应也是在 CMD线上串行传输的。STM32F1 的 SDIO控制器支持 2 种响应类型，即：短响应（48 位）和长响应（136 位），这两种响应类型都带 CRC 错误检测（注意不带 CRC 的响应应该忽略 CRC 错误标志，如 CMD1 的响应）。

3.2  响应：响应是由一个被指定地址的卡发送到主机，对于MMC V3.31或以前版本所有的卡同时发送响应；响应是对先前接收到命令的一个应答。响应在CMD线上串行传送。

SDIO支持2种响应类型，2种类型都有CRC错误检测： （如果响应不包含CRC(如CMD1的响应)，设备驱动应该忽略CRC失败状态）

● 48位短响应 
● 136位长响应

命令寄存器（SDIO_CMD）包含命令索引(发至卡的6位)和命令类型；命令本身决定了是否需要响应和响应的类型、48位还是136位

　　同样，硬件为我们滤除了开始位、传输位、CRC7 以及结束位等信息，对于短响应，命令索引存放在 SDIO_RESPCMD 寄存器，参数则存放在 SDIO_RESP1 寄存器里面。对于长响应，则仅留 CID/CSD位域，存放在 SDIO_RESP1~SDIO_RESP4 等4 个寄存器。

例如：CMD9和CMD10

　　　命令索引　　是否需要响应　　命令参数　　　响应的类型、48位还是136位　　　　　　　　　　

响应格式有：R1，R1b,R2,R3,R4,R4b,R5,R6,R7(stm32参考手册SDIO响应格式)

4. 命令与响应

应用相关命令和通用命令
      SD卡主机模块系统是用于提供一个适用于多种应用类型的标准接口，但同时又要兼顾特定用户和应用的功能，因此标准中定义了两类通用命令：应用相关命令(ACMD)和通用命令(GEN_CMD)。 当卡收到APP_CMD(CMD55)命令时，卡期待下一个命令是应用相关命令。应用相关命令(ACMD)具有普通多媒体卡相同的格式结构，并可以使用相同的CMD号码，因为它是出现在APP_CMD(CMD55)后面，所以卡把它识别为ACMD命令。如果跟随APP_CMD(CMD55)之后不是一个已经定义的应用相关命令，则认为它是一个标准命令；例如：有一个SD_STATUS(ACMD13)应用相关命令，如果在紧随APP_CMD(CMD55)之后收到CMD13，它将被解释为SD_STATUS(ACMD13)；但是如果卡在紧随APP_CMD(CMD55)之后收到CMD7，而这个卡没有定义ACMD7，则它将被解释为一个标准的CMD7(SELECT/DESELECT_CARD)命令。 
如果要使用生产厂商自定义的ACMD，SD卡主机需要做以下操作： 
1. 发送APP_CMD(CMD55)命令 ，卡送回响应给多媒体/SD卡模块，指示设置了APP_CMD位并等待ACMD命令

2. 发送指定的ACMD ，卡送回响应给多媒体/SD卡模块，指示设置了APP_CMD位，收到的命令已经正确地按照ACMD命令解析；如果发送了一个非ACMD命令，卡将按照普通的多媒体卡命令处理同时清除卡中状态寄存器的APP_CMD位。如果发送了一个非法的命令(不管是ACMD还是CMD)，将被按照标准的非法多媒体卡命令进行错误处理。
GEN_CMD命令的总线操作过程，与单数据块读写命令(WRITE_BLOCK，CMD24或READ_SINGLE_BLOCK，CMD17)相同；这时命令的参数表示数据传输的方向而不是地址，数据块具有用户自定义的格式和意义。发送GEN_CMD(CMD56)命令之前，卡必须被选中(状态机处于传输状态)，数据块的长度由SET_BLOCKLEN(CMD16)定义。GEN_CMD(CMD56)命令的响应是R1b格式。

5. Card Initialization and Identification Process ：

程序太多，不会写，只能参考网上的。。。。。╮(╯▽╰)╭