SDIO DRIVER

http://blog.csdn.net/tanxs001/article/details/6091320

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 function 　 number 。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 ．

 

CMD53 命令：

CMD52 每次只能读写一个字节，因为有了 CMD53 对读写进行了扩展， CMD53 允许每次读写多个字节或者多个块(BLOCK) 。 CMD53 的命令格式如下：

       第一位是 1, 为开始位，然后是一位方向位，总是 1 ，代表方向为 HOST 向 DEVICE 设备传送，其后 6 位为命令号，这里是 110101b ，用十进制表示为 53 ， CMD53 的名字也由此而来。

       然后是 1 位的读写标志。接着是 3 位功能号，这个同 CMD52 都是相同的。 Block 　 Mode 如果 1 代表是块传输模式，否则为字节传输模式。

       OP Code 为操作位，如果是 0 ，代表数据往固定的位置读写，如果 1 代表是地质增量读写。例如，对地址 0 固定读写 16个字节，相当于 16 次读写的地址 0 ，而对地址 0 增量读写 16 个字节，相当于读写 0~15 地址的数据。

       然后是 17 位的地址寄存器，可以寻址到 128K 字节的地址，然后是 9 位的读写的计数，对于字节读取，读写大小就是这个计数，而对于块读写，读写的大小是计数乘以块的大小。

       随后的 7 位为 CRC 校验码。最后一位为 1 。

       当读写操作是块操作的时候，块的大小是可以通过设置 FBR 中的相关寄存器来设置。

       同 CMD52 命令不同的是， CMD53 没有返回的命令的，这里判断是否 DEVICE 设备读写完毕是需要驱动里面自己判断的，一般有 2 个方法， 1. 设置相应的读写完毕中断。如果 DEVICE 设备读写完毕，则对 HOST 设备发送中断。2.HOST 设备主动查询 DEVICE 设备是否读写完毕，可以通过 CMD 命令是否有返回来判断是否 DEVICE 是否读写完毕。