嵌入式系統學習 STM32之SD卡（上）

sdio，全稱： secure digital input and output ，即安全數字輸入輸出介面。它是在sd卡介面的基礎上發展而來，它可以相容之前的sd卡，並可以連線sdio介面裝置，比如：藍芽、wifi、照相機等。

sdio和sd卡規範間的乙個重要區別是增加了低速標準。低速卡的目標應用是以最小的硬體開支支援低速i/ o能力。低速卡支援類似數據機、條碼掃瞄器和gps接收器等應用。

stm32的sdio控制器支援多**卡（mmc卡）、sd儲存卡、sd i/o卡和ce-ata裝置。

stm32 sdio介面特點包括：

①與多**卡系統規格書版本4.2全相容。支援三種不同的資料匯流排模式：1位(預設)、4位和8位。

②與較早的多**卡系統規格版本全相容(向前相容)。

③與sd儲存卡規格版本2.0全相容。

④與sd i/o卡規格版本2.0全相容：支援兩種不同的資料匯流排模式：1位(預設)和4位。

⑤完全支援ce-ata功能(與ce-ata數字協議版本1.1全相容)。 8位匯流排模式下資料傳輸速率可達48mhz。

⑥資料和命令輸出使能訊號，用於控制外部雙向驅動器。

復位後sdio_d0用於資料傳輸。初始化後主機可以改變資料匯流排的寬度（通過acmd6命令設定）。如果乙個多**卡接到了匯流排上，則sdio_d0、sdio_d[3:0]或sdio_d[7:0]可以用於資料傳輸。

mmc版本v3.31和之前版本的協議只支援1位資料線，所以只能用sdio_d0（為了通用性考慮，在程式裡面我們只要檢測到是mmc卡就設定為1位匯流排資料）。

卡時鐘（sdio_ck）：每個時鐘週期在命令和資料線上傳輸1位命令或資料。對於sd或sd i/o卡，時鐘頻率可以在0mhz至25mhz間變化。

sdio介面卡時鐘（sdioclk）：該時鐘用於驅動sdio介面卡，可用於產生sdio_ck時鐘。對f1來說，sdioclk來自hclk(72mhz)；對f4來說，sdioclk來自pll48ck(48mhz)。

f1：ahb匯流排介面時鐘（hclk/2）：該時鐘用於驅動sdio的ahb匯流排介面，其頻率為hclk/2=36mhz。

f4：apb2匯流排介面時鐘（pclk2）：該時鐘用於驅動sdio的apb2匯流排介面，其頻率為pclk2=84mhz。

sdio_ck計算公式：sdio_ck=sdioclk/(2+clkdiv)

注意：在sd卡初始化時，sdio_ck不可以超過400khz，初始化完成後，可以設定為最大頻率（但不可以超過sd卡最大操作頻率）。

sdio的命令分為：應用相關命令(acmd)和通用命令(cmd)兩部分。傳送acmd時，需先傳送cmd55。

sdio所有的命令和響應都是在sdio_cmd引腳上面傳輸的，命令長度固定為48位，sdio命令格式如下表所示：

其中：除了命令索引和引數需要我們設定，其他都是由sdio硬體自動控制。命令索引（如cmd0，cmd1之類）由sdio_cmd暫存器設定，命令引數則由sdio_arg暫存器設定。

一般sd卡在接收到命令列，都會有乙個應答（cmd0例外），這個應答我們也稱之為響應。stm32的sdio介面，支援2種響應型別：短響應(48位)和長響應(136位)。

stm32 sdio短響應（48位）格式如下表所示：

stm32 sdio長響應（136位）格式如下表所示：

不論是短響應還是長響應，硬體都會自動濾除了起始位、傳輸位、crc7以及結束位等資訊，對於短響應，命令索引存放在sdio_respcmd暫存器，引數則存放在sdio_resp1暫存器裡面。對於長響應，則僅留cid/csd位域，存放在sdio_resp1~sdio_resp4等4個暫存器。

sdio與sd**信一般以資料塊的形式進行傳輸，sdio(多)資料塊讀操作，如下圖所示：

從機在收到主機相關命令後，開始傳送資料塊給主機，所有資料塊都帶crc校驗（由硬體自動處理），單個資料塊讀的時候，在收到1個資料塊以後即可以停止了，不需要傳送停止命令（cmd12）。但是多塊資料讀的時候，sd卡將一直傳送資料給主機，直到接到主機傳送的stop命令（cmd12）。

usdio(多)

資料塊寫操作，如下圖所示：

資料塊寫操作同資料塊讀操作基本類似，只是資料塊寫的時候，多了乙個繁忙判斷，新的資料塊必須在sd卡非繁忙的時候傳送。這裡的繁忙訊號由sd卡拉低sdio_d0，以表示繁忙，sdio硬體自動控制，不需要我們軟體處理。

參考：開源電子網

stm32中文參考手冊