sdio tf卡基础知识总结

2023-10-26

sdio介绍

SDIO的全称是安全数字输入/输出接口，一般都是用来SD卡，SD I/O 卡，MMC卡进行通讯。

SDIO总线拥有9根线，一个CLK时钟线，四条DATA双向数据线，一条双向指令线CMD，

VDD,VSS1,VSS2电源和地信号线。所有的通信都是由HOST端发送命令开始的，Device端只要能解析命令，就可以相互通信

SDIO 通过 SD 的 I/O 管脚来连接外部的外围 device 并传输数据。这些外围设备，我们称为 SDIO 卡，常见的有：

· Wi-Fi card

· GPS card

· GSM/GPRS modem card

· Bluetooth card

SD/SDIO的传输模式分为三种

spi mode、1-bit mode、4-bit mode

Sdio协议由sd协会制定，下面的E1为sdio的协议；后面章节通过tf卡来分析协议细节；

卡介绍

SD卡分类

按照容量进行分类

1、SDSC：小于2GB

2、SDHC：大于2GB小于32GB

3、SDXC：大于32GB小于2TB

按照内部编程速度分类

1、class 0：

2、class 2：最低2MB/sec

3、class 4：最低4MB/sec

4、class 6：最低6MB/sec

5、class 10：最低10MB/sec

6、UHS-I：写入数据50MB/sec以内，读取数据104MB/sec以内

7、UHS-II：写入数据156MB/sec以内，读取数据312MB/sec以内

按照电压范围分类

1、SD卡高电压工作电压范围：2.7V~3.6V

2、UHS-II SD卡工作电压范围：1.7V~1.95V

UHS是“Ultra-High Speed 超高速”的缩写，支持超高速总线接口的存储卡一般都会有着更快的读写速度

UHS-I的其实就是第一代超高速SD卡，理论传输速度可达104MB/s，其接口插脚排向下兼容，与不支持UHS-I的SD卡产品是相同的

USH-II的则是第二代超高速SD卡，理论传输速度可达312MB/s，速度翻了三倍。在金手指结构上也有所改变，启用了额外的一排的金手指，有效提升了数据传输速度，价格也更贵

SD卡速度

用卡面的标识来区分SDHC卡的速度水平和档次，Class 2代表入门级，Class 4和Class 6速度逐步提升，最新的Class 10则代表了顶级SDHC/SD卡。不过，现在Class 10也要过时了，因为我们有了更高端的UHS-I标准。

SD卡协会推出新的SDXC/SDHC卡性能标识规范，在以往Class 2/4/6/10的基础上，新增UHS-I和UHS Speed Class 1两款性能标识

Sd卡协议

SD卡指令格式

Command格式

Data格式

Device响应的command格式

SD卡不同的命令回应的数据长度不一致

R1 (normal response command):

R2 (CID, CSD register)

R3 (OCR register)

R6 (Published RCA response)

SD卡cmd

SD模式的命令说明:

CMD0 GO_IDLE_STATE Mandatory Mandatory Used to change from SD to SPI mode /* 使SD卡进入Idle状态 */

CMD2 ALL_SEND_CID Mandatory CID not supported by SDIO /* 广播获取卡的CID信息 */

CMD3 SEND_RELATIVE_ADDR Mandatory Mandatory /* 广播获取SD卡所分配的相对地址 */

CMD4 SET_DSR Optional DSR not supported by SDIO

CMD5 IO_SEND_OP_COND Mandatory

CMD6 SWITCH_FUNC Mandatory1 Mandatory1 Added in Part 1 v1.10

CMD7 SELECT/DESELECT_CARD Mandatory Mandatory /* 根据获取指定的RCA,选中SD卡,如果在选中一个卡的状态下,又选中其他的卡,那么之前的卡会自动取消选中,如果发送地址0,则表示取消选中全部卡 */

CMD9 SEND_CSD Mandatory CSD not supported by SDIO /* 获取SD相关的存储信息,如块大小,容量等. */

CMD10 SEND_CID Mandatory CID not supported by SDIO

CMD12 STOP_TRANSMISSION Mandatory /* 停止多块传输操作 */

CMD13 SEND_STATUS Mandatory Card Status includes only SDMEM information /* 获取卡的状态 */

CMD15 GO_INACTIVE_STATE Mandatory Mandatory

CMD16 SET_BLOCKLEN Mandatory /* 设置SD卡的块大小,CSD寄存器有描述. */

CMD17 READ_SINGLE_BLOCK Mandatory /* 使SD卡进入传输状态,读取单个块 */

CMD18 READ_MULTIPLE_BLOCK Mandatory /* 使SD卡进入传输状态,读取多个块,直到收到CMD12为止 */

CMD24 WRITE_BLOCK Mandatory /* 使SD卡进入传输状态,写入单个块 */

CMD25 WRITE_MULTIPLE_BLOCK Mandatory /* 使SD卡进入传输状态,写入多个块 */

CMD27 PROGRAM_CSD Mandatory CSD not supported by SDIO

CMD28 SET_WRITE_PROT Optional

CMD29 CLR_WRITE_PROT Optional

CMD30 SEND_WRITE_PROT Optional

CMD32 ERASE_WR_BLK_START Mandatory

CMD33 ERASE_WR_BLK_END Mandatory

CMD38 ERASE Mandatory

CMD42 LOCK_UNLOCK Optional

CMD52 IO_RW_DIRECT Mandatory

CMD53 IO_RW_EXTENDED Mandatory Block mode is optional

CMD55 APP_CMD Mandatory /* 特殊指令前命令,在发送ACMD类指令前,需要发送此命令 */

CMD56 GEN_CMD Mandatory

ACMD6 SET_BUS_WIDTH Mandatory /* 设置SD卡的总线位宽,这个需要读取SCR确定 */

ACMD13 SD_STATUS Mandatory

ACMD22 SEND_NUM_WR_BLOCKS Mandatory

ACMD23 SET_WR_BLK_ERASE_COUNT Mandatory

ACMD41 SD_APP_OP_COND Mandatory /* 获取SD电压值 */

ACMD42 SET_CLR_CARD_DETECT Mandatory

ACMD51 SEND_SCR Mandatory SCR not supported by SDIO /* 获取SD卡的SCR寄存器的值 */

SD卡状态

SD初始化流程

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