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Linux SDIO总线驱动

发布时间:2022-07-11 发布时间:
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SDIO卡

SDIO卡是在SD内存卡接口的基础上发展起来的接口,SDIO接口兼容以前的SD内存卡,并且可以连接SDIO接口的设备,目前根据SDIO协议的SPEC,SDIO接口支持的设备总类有蓝牙,网卡,电视卡等。

SDIO协议是由SD卡的协议演化升级而来的,很多地方保留了SD卡的读写协议,同时SDIO协议又在SD卡协议之上添加了CMD52和CMD53命令。由于这个,SDIO和SD卡规范间的一个重要区别是增加了低速标准,低速卡的目标应用是以最小的硬件开始来支持低速I/O能力。低速卡支持类似调制解调器,条形码扫描仪和GPS接收器等应用。高速卡支持网卡,电视卡还有“组合”卡等,组合卡指的是存储器+SDIO。

SDIO和SD卡的SPEC间的又一个重要区别是增加了低速标准。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支来支持低速I/O能力,低速卡支持类似MODEM,条形扫描仪和GPS接收器等应用。对组合卡来说,全速和4BIT操作对卡内存储器和SDIO部分都是强制要求的。

在非组合卡的SDIO设备里,其最高速度要只有达到25M,而组合卡的最高速度同SD卡的最高速度一样,要高于25M。

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。

SDIO的HOST可以连接多个DEVICE,如下图所示:

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functionnumber。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.



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