SDIO DRIVER

SDIO 卡

       SDIO 卡是在 SD 內存卡接口的基礎上發展起來的接口， SDIO 接口兼容之前的 SD 內存卡，而且能夠鏈接 SDIO 接口的設備，目前根據 SDIO 協議的 SPEC ， SDIO 接口支持的設備總類有藍牙，網卡，電視卡等。

       SDIO 協議是由 SD 卡的協議演化升級而來的，不少地方保留了 SD 卡的讀寫協議，同時 SDIO 協議又在 SD 卡協議之上添加了 CMD52 和 CMD53 命令。因爲這個， SDIO 和 SD 卡規範間的一個重要區別是增長了低速標準，低速卡的目標應用是以最小的硬件開始來支持低速 I/O 能力。低速卡支持相似調制解調器 , 條形碼掃描儀和 GPS 接收器等應用。高速卡支持網卡，電視卡還有「組合」卡等，組合卡指的是存儲器 +SDIO 。

       SDIO 和 SD 卡的 SPEC 間的又一個重要區別是增長了低速標準。 SDIO 卡只須要 SPI 和 1 位 SD 傳輸模式。低速卡的目標應用是以最小的硬件開支來支持低速 I/O 能力，低速卡支持相似 MODEM ，條形掃描儀和 GPS 接收器等應用。對組合卡來講，全速和 4BIT 操做對卡內存儲器和 SDIO 部分都是強制要求的。

       在非組合卡的 SDIO 設備裏，其最高速度要只有達到 25M ，而組合卡的最高速度同 SD 卡的最高速度同樣，要高於25M 。

 

SDIO 總線

       SDIO 總線和 USB 總線相似， SDIO 總線也有兩端，其中一端是主機（ HOST ）端，另外一端是設備端（ DEVICE ），採用 HOST- DEVICE 這樣的設計是爲了簡化 DEVICE 的設計，全部的通訊都是由 HOST 端發出命令開始的。在 DEVICE 端只要能解溪 HOST 的命令，就能夠同 HOST 進行通訊了。

       SDIO 的 HOST 能夠鏈接多個 DEVICE ，以下圖所示 :

 

 

       這個是同 SD 的總線同樣的 , 其中有以下的幾種信號

1.        CLK 信號 :HOST 給 DEVICE 的時鐘信號 .

2.        CMD 信號：雙向的信號，用於傳送命令和反應。

3.        DAT0-DAT3 信號 : 四條用於傳送的數據線。

4.        VDD 信號 : 電源信號。

5.        VSS1 ， VSS2: 電源地信號。

在 SDIO 總線定義中 ,DAT1 信號線複用爲中斷線。在 SDIO 的 1BIT 模式下 DAT0 用來傳輸數據， DAT1 用做中斷線。在 SDIO 的 4BIT 模式下 DAT0-DAT3 用來傳輸數據，其中 DAT1 複用做中斷線。

 

SDIO 命令：

       SDIO 總線上都是 HOST 端發起請求，而後 DEVICE 端迴應請求。其中請求和迴應中會數據信息。

1.        Command: 用於開始傳輸的命令，是由 HOST 端發往 DEVICE 端的。其中命令是經過 CMD 信號線傳送的。

2.        Response: 迴應是 DEVICE 返回的 HOST 的命令，做爲 Command 的迴應。也是經過

CMD 線傳送的。

3.        Data: 數據是雙向的傳送的。能夠設置爲 1 線模式，也能夠設置爲 4 線模式。數據是經過 DAT0-DAT3 信號線傳輸的。

　　 SDIO 的每次操做都是由 HOST 在 CMD 線上發起一個 CMD ，對於有的 CMD ， DEVICE 須要返回 Response ，有的則不須要。

       對於讀命令，首先 HOST 會向 DEVICE 發送命令，緊接着 DEVICE 會返回一個握手信號，此時，當 HOST 收到迴應的握手信號後，會將數據放在 4 位的數據線上，在傳送數據的同時會跟隨着 CRC 校驗碼。當整個讀傳送完畢後， HOST 會再次發送一個命令，通知 DEVICE 操做完畢， DEVICE 同時會返回一個響應。

       對於寫命令，首先 HOST 會向 DEVICE 發送命令，緊接着 DEVICE 會返回一個握手信號，此時，當 HOST 收到迴應的握手信號後，會將數據放在 4 位的數據線上，在傳送數據的同時會跟隨着 CRC 校驗碼。當整個寫傳送完畢後， HOST 會再次發送一個命令，通知 DEVICE 操做完畢， DEVICE 同時會返回一個響應。

 

SDIO 的寄存器：

      SDIO 卡的設備驅動 80% 的任務就是操做 SDIO 卡上的有關寄存器。 SDIO 卡最多容許有 7 個功能（ function ） ,這個同其功能號是對應的（ 0 ～ 7 ） , 每一個功能都對應一個 128K 字節大小的寄存器，這個見下面的圖。功能號之因此取值範圍是 1~7 ，而沒有包含 0 ，是由於功能 0 並不表明真正的功能，而表明 CIA 寄存器，即 Common I/O Area ，這個紀錄着 SDIO 卡的一些基本信息和特性，而且能夠改寫這些寄存器。其中地址 0x1000~0x17fff 是 SDIO 卡的 CIS 區域，就是基本信息區域， Common Information Structure 。初始化的時候讀取並配對 SDIO 設備。

       這些寄存器的詳細分區已經其對應的功能，在開發過程當中都是須要仔細研讀的，這些都在協議的 SPEC 中都有詳細說明，這裏就不在羅索了。  

 

CMD52 命令：

SDIO 設備爲了和 SD 內存卡兼容， SD 卡全部 Command 和 Response 徹底兼容，同時加入了一些新的 Command 和Response 。例如，初始化 SD 內存卡使用 ACMD41 ，而 SDIO 卡設備則用 CMD5 通知 DEVICE 進行初始化。

但兩者最重要的區別是， SDIO 卡比 SD 內存卡多了 CMD52 和 CMD53 命令，這兩個命令能夠方便的訪問某個功能的某個地址寄存器。

CMD52 命令是 IO_RW_DIRECT 命令的簡稱，其命令格式以下

首先第一位爲 0, 代表是起始位，第二位爲傳輸方向，這裏爲 1 ，表明方向爲 HOST 向 DEVICE 設備傳送，其後 6 位爲命令號，這裏是 110100b ，用十進制表示爲 52 ， CMD52 的名字也由此而來。緊接着是讀寫標誌位。

      而後是操做的功能號。也就是 function 　 number 。若是爲 0 則指示爲 CCCR 寄存器組。

       緊接着是寄存器地址，用 17 指示，因爲功能寄存器有 128K 地址， 17 位正好能尋址。

       再下來 8 位 Write data or Staff Bits 的意思是說，若是當前爲寫操做，則爲數據，不然 8 位爲填充位。無心義。

       最後 7 位爲 CRC 校驗碼。最後一位爲結束位 0 。

       對於 CMD52 的 Response 是 48 位，命令格式以下：

 

       總結下， CMD52 是由 HOST 發往 DEVICE 的，它必須有 DEVICE 返回來的 Response 。 CMD52 不須要佔用DAT 線，讀寫的數據是經過 CMD52 或者 Response 來傳送。每次 CMD52 只能讀或者寫一個 byte ．

 

CMD53 命令：

CMD52 每次只能讀寫一個字節，由於有了 CMD53 對讀寫進行了擴展， CMD53 容許每次讀寫多個字節或者多個塊(BLOCK) 。 CMD53 的命令格式以下：

       第一位是 1, 爲開始位，而後是一位方向位，老是 1 ，表明方向爲 HOST 向 DEVICE 設備傳送，其後 6 位爲命令號，這裏是 110101b ，用十進制表示爲 53 ， CMD53 的名字也由此而來。

       而後是 1 位的讀寫標誌。接着是 3 位功能號，這個同 CMD52 都是相同的。 Block 　 Mode 若是 1 表明是塊傳輸模式，不然爲字節傳輸模式。

       OP Code 爲操做位，若是是 0 ，表明數據往固定的位置讀寫，若是 1 表明是地質增量讀寫。例如，對地址 0 固定讀寫16 個字節，至關於 16 次讀寫的地址 0 ，而對地址 0 增量讀寫 16 個字節，至關於讀寫 0~15 地址的數據。

       而後是 17 位的地址寄存器，能夠尋址到 128K 字節的地址，而後是 9 位的讀寫的計數，對於字節讀取，讀寫大小就是這個計數，而對於塊讀寫，讀寫的大小是計數乘以塊的大小。

       隨後的 7 位爲 CRC 校驗碼。最後一位爲 1 。

       當讀寫操做是塊操做的時候，塊的大小是能夠經過設置 FBR 中的相關寄存器來設置。

       同 CMD52 命令不一樣的是， CMD53 沒有返回的命令的，這裏判斷是否 DEVICE 設備讀寫完畢是須要驅動裏面本身判斷的，通常有 2 個方法， 1. 設置相應的讀寫完畢中斷。若是 DEVICE 設備讀寫完畢，則對 HOST 設備發送中斷。 2.HOST 設備主動查詢 DEVICE 設備是否讀寫完畢，能夠經過 CMD 命令是否有返回來判斷是否 DEVICE 是否讀寫完畢。