Thiết kế ngoại vi và kỹ thuật ghép nối đề tài chuẩn giao tiếp sd sdio

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG KHOA KĨ THUẬT ĐIỆN TỬ -🙠🕮🙢 - BÁO CÁO THIẾT KẾ NGOẠI VI VÀ KỸ THUẬT GHÉP NỐI Đề tài : Chuẩn giao tiếp SD/SDIO Giảng viên : Dương Quang Duy Nhóm mơn học     : 02 Nhóm tập lớn : 03 Thành viên nhóm : Lê Tân Việt - B19DCDT251 Nguyễn Long Nhật - B19DCDT163 Nguyễn Tá Thế - B19DCDT235 Hà Nội, 02/2023 Lời mở đầu Mục lục Một số thuật ngữ viết tắt Phần I: Tìm hiểu chuẩn giao tiếp SD/SDIO Tìm hiểu chung 1.1 SD 1.2 SDIO 1.3 Điểm khác biệt SD SDIO Ưu nhược điểm 2.1 SD 2.2 SDI Ứng dụng Phần II: Cách thức hoạt động SD 11 11 1.2 Cấu trúc liệu giao tiếp chuẩn SD 11 1.2 Các lệnh sử dụng giao tiếp thẻ SD 12 1.3 Để thiết lập giao tiếp bên phát bên nhận chuẩn giao tiếp SD, cần tuân theo quy trình sau: 12 SDIO 13 2.1 Cấu trúc liệu giao tiếp chuẩn SDIO bao gồm thành phần sau: 13 2.2 Thiết lập bên phát bên nhận cần tuân theo quy trình sau: 14 2.3 Loại thẻ SDIO tốc độ liệu 15 2.4 Bộ lệnh SDIO: Lý thuyết hoạt động 16 Phần III: Ví dụ cụ thể 18 Lập trình STM32 SDIO đọc ghi liệu vào thẻ nhớ SD card 18 Khối SDIO STM32F407 18 Thư viện FATFS 19 Lập trình STM32 SDIO 20 Lập trình STM32 SDIO tạo ghi file thẻ nhớ 24 Lập trình STM32 SDIO đọc file thẻ nhớ 26 Lời mở đầu Ngày nay, khái niệm kỹ thuật trở nên quen thuộc với nhiều người phát triển ngành lớn với phát triển kinh tế toàn cầu Để đáp ứng nhu cầu cấp thiết sống hội nhập tiến độ phát triển giới, đòi hỏi ngành kỹ thuật hiên ngày phải nâng cao phát triển chất lượng khả ứng dụng rộng rãi Trong ngành “Cơng nghệ kỹ thuật Điện – Điện tử” đóng vai trị quan trọng sống sinh hoạt hàng ngày sản xuất khắp giới Với công nghiệp 4.0 thiết bị điện tử đóng vai trò quan trọng, ngày trở nên đại chất lượng tốt Đặc biệt với ngành công nghiệp, công suất thể thiếu để vận hành máy móc hoạt động Vì mơn học Thiết kế ngoại vi kỹ thuật ghép nối đưa vào giảng dạy giúp cho chúng em tiếp thu thêm nhiều kiến thức giao thức Trong trình thực hiện, nhóm chúng em cố gắng để hoàn thành tốt, vốn kiến thức cịn hạn hẹp kỹ chưa có nhiều nên tránh khỏi sai sót Chúng em mong đóng góp ý kiến hướng dẫn thêm thầy bạn lớp để giúp chúng em hoàn thiện Một số thuật ngữ viết tắt Phần I: Tìm hiểu chuẩn giao tiếp SD/SDIO Tìm hiểu chung 1.1 SD Tiêu chuẩn giới thiệu vào tháng năm 1999 nỗ lực chung giữa SanDisk, Panasonic (Matsushita Electric) và Toshiba như cải tiến so với thẻ nhớ MultiMediaCards (MMC) trước đó, và trở thành tiêu chuẩn công nghiệp SD (Secure Digital) định dạng thẻ nhớ Flash (loại nhớ cần nguồn điện để trì liệu), sử dụng thiết bị cầm tay sử dụng trực tiếp khe cắm thẻ nhớ Compact Flash hay PC với đầu chuyển đổi Thẻ SD dựa định dạng MultiMediaCard (MMC) cũ, hầu hết dày chút so với thẻ MMC Chuẩn SD thẻ nhớ có loại kích thước khác bao gồm: SD, miniSD microSD Thẻ nhớ bao gồm loại : ● SD/MicroSD ● SDHC/MicroSDHC ● SDXC/MicroSDXC SD bao gồm họ thẻ: ● SDSC(Original Standard-Capacity) : chuẩn dung lượng ban đầu ● SDHC(High-Capacity) : dung lượng cao ● SDXC(Extended-Capacity) : dung lượng mở rộng ● SDUC(Ultra-Capacity) SDIO : bao gồm tính vào cho việc lưu trữ liệu 1.2 SDIO SDIO giới thiệu vào năm 2001 đóng vai trò gia tăng thiết bị chủ SD. SDA xác định số Thẻ chức tiêu chuẩn SDIO Bluetooth®, GPS, Máy ảnh, v.v Chuẩn SDIO (Secure Digital Input/Output) tiêu chuẩn kết nối dây sử dụng để kết nối thiết bị điện tử di động, chẳng hạn điện thoại di động, máy tính bảng máy ảnh số, với thiết bị ngoại vi, chẳng hạn bàn phím, chuột, máy in thiết bị lưu trữ SDIO sử dụng để kết nối thiết bị I/O dạng nhúng cách sử dụng tính kết nối nhiều thiết bị bus SD. Giao diện SDIO trở nên phổ biến nhờ nhận quan tâm lớn đến tính kết nối bus SD đơn giản hỗ trợ chế độ tốc độ bus cao hơn. Giải pháp nhúng cho phép hệ thống máy chủ truy cập thiết bị SDIO lúc Khe cắm thẻ SD dành riêng cho Thẻ nhớ SD cho người dùng Hiện tại, hầu hết chức I/O điển hình tích hợp SOC hệ thống, sau SDIO sử dụng chủ yếu cho thiết bị truyền thơng khơng dây khơng thích hợp để tích hợp SOC phát triển nhanh chóng tiêu chuẩn khơng dây theo đuổi truyền thông tốc độ bit cao SDIO phát triển dựa tiêu chuẩn thẻ nhớ SD (Secure Digital), với khả truyền liệu tốc độ cao hỗ trợ tính đa phương tiện SDIO cung cấp khả kết nối dây cách sử dụng giao thức Bluetooth Wi-Fi Các card nhớ SDIO thiết kế để lưu trữ truyền liệu, bao gồm tệp âm thanh, hình ảnh video Với SDIO, thiết bị đọc ghi tệp card nhớ SDIO Điều cho phép người dùng lưu trữ chia sẻ tệp đa phương tiện cách dễ dàng Ngồi ra, SDIO cung cấp tính giao tiếp không dây, cho phép thiết bị truyền tải liệu không dây thông qua Bluetooth Wi-Fi Các tính hỗ trợ ứng dụng đa phương tiện, cho phép người dùng truyền tải âm thanh, hình ảnh video từ thiết bị họ đến thiết bị khác, chẳng hạn loa không dây hình TV SDIO hỗ trợ chức bảo mật, cho phép người dùng truy cập vào thiết bị ngoại vi liệu cách an toàn bảo mật Tiêu chuẩn SDIO sử dụng rộng rãi thiết bị di động ứng dụng IoT 1.3 Điểm khác biệt SD SDIO Cả hai chuẩn giao tiếp SD SDIO sử dụng để truyền liệu thiết bị điện tử thẻ nhớ SD (hay loại thẻ nhớ tương thích với SD) Tuy nhiên, có điểm giống khác hai chuẩn sau: Giống nhau: ● Sử dụng tín hiệu điện bus (SD bus) để truyền liệu thiết bị thẻ SD ● Sử dụng giao thức cấu trúc liệu giống để truyền liệu Khác nhau: ● SDIO cho phép truyền liệu thiết bị khác thẻ nhớ SD, cảm biến, thiết bị mạng thiết bị đo lường Trong đó, chuẩn giao tiếp SD hỗ trợ truyền liệu thiết bị thẻ nhớ SD ● SDIO cung cấp tính đa phương tiện, bao gồm âm thanh, hình ảnh video, đó, chuẩn giao tiếp SD hỗ trợ truyền liệu thơng thường Ví dụ: SDIO cung cấp cho thiết bị di động, điện thoại thơng minh, máy ảnh, máy tính bảng máy nghe nhạc, tính đa phương tiện âm thanh, hình ảnh video thơng qua cổng SD Tuy nhiên, chuẩn giao tiếp SD hỗ trợ truyền liệu thông thường, chẳng hạn lưu trữ truyền tệp tin Vì vậy, để hỗ trợ tính đa phương tiện, SDIO sử dụng để cung cấp giao diện giao tiếp thiết bị phụ kiện thẻ nhớ, card WiFi card âm SDIO tích hợp sẵn số thiết bị di động hỗ trợ nhiều nhà sản xuất phụ kiện khác ● SDIO có tốc độ truyền liệu nhanh so với chuẩn giao tiếp SD, đặc biệt sử dụng chế độ truyền liệu đồng ● Cấu trúc liệu: SDIO sử dụng tệp chuẩn hóa (standard file) để truyền liệu, đó, chuẩn giao tiếp SD sử dụng khối liệu (block data) để truyền liệu Các tệp chuẩn hóa cho phép truyền liệu khác nhau, bao gồm tệp hình ảnh, tệp âm tệp video ● Kích thước thẻ: Thẻ SDIO thường có kích thước nhỏ so với thẻ SD, giúp tiết kiệm diện tích bề mặt không gian thiết bị điện tử nhỏ gọn ● Tốc độ truyền liệu: SDIO có tốc độ truyền liệu nhanh so với chuẩn giao tiếp SD, đặc biệt sử dụng chế độ truyền liệu đồng Tốc độ truyền liệu SDIO đạt đến 50 MB/s, đó, tốc độ truyền liệu SD đạt khoảng 25 MB/s ● Tiêu thụ lượng: SDIO tiêu thụ lượng so với chuẩn giao tiếp SD Điều tín hiệu giao tiếp điện áp thấp sử dụng SDIO, giúp tiết kiệm lượng giảm độ phức tạp mạch điện ● Ứng dụng: SDIO thường sử dụng thiết bị di động thiết bị không dây, đó, chuẩn giao tiếp SD thường sử dụng máy ảnh số, máy quay phim, máy tính bảng thiết bị lưu trữ liệu Ưu nhược điểm 2.1 SD Ưu điểm: ● Dung lượng lớn: Thẻ SD lưu trữ lượng liệu lớn, đáp ứng nhu cầu lưu trữ chia sẻ thông tin người dùng ● Tốc độ truyền liệu nhanh: Chuẩn SD hỗ trợ tốc độ truyền liệu từ 10 MB/s đến 985 MB/s Tốc độ truyền liệu nhanh giúp tăng tốc độ đọc ghi liệu, làm cho việc xử lý tệp lớn trở nên dễ dàng ● Bảo mật: Chuẩn SD có tính bảo mật để bảo vệ liệu thẻ khỏi mát truy cập trái phép Các tính bảo mật bao gồm mã hóa liệu chữ ký số ● Sử dụng đa tảng: Thẻ SD sử dụng với nhiều thiết bị khác nhau, bao gồm máy tính, máy ảnh kỹ thuật số, điện thoại thơng minh máy tính bảng Nhược điểm: ● Khả chống sốc kém: Thẻ SD bị hỏng liệu bị va đập mạnh ● Độ bền thấp: Các thẻ SD bị hỏng không hoạt động sau thời gian sử dụng dài ● Dễ mất: Thẻ SD nhỏ gọn dễ bị thất lạc ● Giá cả: Một số thẻ SD có dung lượng lớn tốc độ truyền liệu cao có giá đắt, đặc biệt thẻ dùng cho mục đích chuyên nghiệp 2.2 SDIO Ưu điểm: ● Hỗ trợ nhiều loại thiết bị ngoại vi: Chuẩn SDIO cho phép kết nối với nhiều loại thiết bị ngoại vi khác nhau, bao gồm wifi, bluetooth, máy quét mã vạch, camera nhiều thiết bị khác ● Kích thước nhỏ gọn: Thẻ SDIO có kích thước nhỏ gọn, tích hợp trực tiếp bảng mạch điện tử module IoT ● Tích hợp sẵn: Chuẩn SDIO tích hợp sẵn nhiều loại thiết bị di động, ví dụ điện thoại thơng minh máy tính bảng, giúp giảm thiểu chi phí tăng tính tiện dụng ● Tốc độ truyền liệu cao: SDIO hỗ trợ tốc độ truyền liệu nhanh, giúp tăng tốc độ xử lý liệu thiết bị Nhược điểm: ● Giá thành cao: Các thiết bị hỗ trợ chuẩn SDIO có giá thành cao so với thiết bị khác ● Khả tương thích thấp: Một số thiết bị khơng tương thích với chuẩn SDIO, giới hạn khả sử dụng chuẩn ● Độ trễ cao: Chuẩn SDIO có độ trễ cao so với chuẩn giao tiếp khác USB I2C, điều ảnh hưởng đến tốc độ truyền liệu hiệu suất thiết bị ● Khả chịu va đập kém: Các thiết bị SDIO thường khơng có khả chống va đập chịu lực tốt, dễ bị hỏng liệu va chạm mạnh Ứng dụng SD, SDHC, SDXC sử dụng dòng máy ảnh du lịch, máy quay HD bán chuyên, máy chuyên máy quay kỹ thuật số MicroSD - MicroSDHC - MicroSDXC sử dụng phần lớn cho thiết bị di động (điện thoại thông thường, smartphone, tablet), camera hành trình số thiết bị chuyên dụng khác 10 SDIO kết nối với thu GPS, điều hợp Wi-Fi Bluetooth, modem, điều hợp mạng LAN, đầu đọc mã vạch, đài FM, thu TV, đầu đọc xác thực tần số radio, Hoặc máy ảnh kỹ thuật số thiết bị khác sử dụng SD giao diện tiêu chuẩn 11 Phần II: Cách thức hoạt động Chuẩn SD 1.2 Cấu trúc liệu giao tiếp chuẩn SD Cấu trúc liệu giao tiếp chuẩn SD (Secure Digital) hệ thống phức tạp bao gồm nhiều thành phần sau: ● Card Detect (CD): Chân kết nối thiết bị thẻ để phát thẻ cắm rút khỏi khe cắm ● Command (CMD): Là tín hiệu điều khiển để gửi lệnh đến thẻ, gồm 48 bit Nó sử dụng để thực hoạt động xác định loại thẻ, yêu cầu truy cập liệu, vv ● Clock (CLK): Là tín hiệu xung để đồng hóa truyền liệu thiết bị thẻ ● Data In (DI): Là liệu truyền từ thẻ đến thiết bị ● Data Out (DO): Là liệu truyền từ thiết bị đến thẻ ● Voltage (VDD VSS): Là nguồn cung cấp điện cho thẻ Các thành phần kết nối với thông qua chân thẻ thiết bị Dữ liệu truyền qua chân CMD, CLK, DI DO Cấu trúc liệu thẻ SD bao gồm: ● SD Card Configuration Register (SCR): Được sử dụng để xác định tốc độ truyền liệu tối đa cấu hình thẻ ● SD Card Status Register (STS): Được sử dụng để truyền thông tin tình trạng thẻ ● SD Card Identification Register (CID): Chứa thông tin xác định nhà sản xuất, số série, ngày sản xuất, vv thẻ ● SD Card Relative Address Register (RCA): Số địa tương đối thẻ 12 ● SD Card Data Block Size Register (DSR): Xác định kích thước khối liệu để truyền từ đến thẻ ● SD Card Configuration Register (OCR): Được sử dụng để xác định điện áp tối đa chức hỗ trợ thẻ ● SD Card Extended CSD Register: Chứa thông số cấu hình mở rộng cho thẻ SDXC SDUC Các tốc độ truyền liệu thẻ SD bao gồm lớp tốc độ từ Class (tối thiểu 2MB/s) đến Class 10 (tối thiểu 10MB/s) lớp tốc độ cao UHS-I, UHS-II UHS-III (có tốc độ truyền liệu lên đến 624MB/s) 1.2 Các lệnh sử dụng giao tiếp thẻ SD ● GO_IDLE_STATE (CMD0): Là lệnh đặt thẻ vào trạng thái không hoạt động (Idle mode) ● SEND_IF_COND (CMD8): Là lệnh gửi yêu cầu kiểm tra điện áp thẻ xác nhận thẻ hỗ trợ giao thức SD2.0 ● SEND_CSD (CMD9): Là lệnh yêu cầu thẻ gửi thông tin CSD (Card Specific Data) thông số kỹ thuật thẻ ● SEND_CID (CMD10): Là lệnh yêu cầu thẻ gửi thông tin CID (Card Identification) nhà sản xuất, số serial thông tin khác thẻ ● READ_BLOCK (CMD17): Là lệnh yêu cầu đọc khối liệu từ thẻ ● WRITE_BLOCK (CMD24): Là lệnh yêu cầu ghi khối liệu vào thẻ ● APP_CMD (CMD55): Là lệnh cho biết lệnh gửi đến ứng dụng SD SEND_APP_OP_COND (ACMD41): Là lệnh yêu cầu thẻ trả trạng thái xác định xem thẻ sẵn sàng cho hoạt động hay chưa Các lệnh sử dụng để truyền liệu thiết bị thẻ Khi lệnh gửi đến thẻ, thẻ phản hồi với trạng thái liệu yêu cầu Các lệnh xử lý cách sử dụng máy trạng thái thẻ để đảm bảo việc giao tiếp diễn trình tự không bị xung đột Để thực truyền liệu thiết bị thẻ SD, liệu truyền qua đường truyền tương ứng giao diện SD Các đường truyền giao diện SD bao gồm: ● Clock (CLK): Là tín hiệu đồng hồ để đồng hóa giao tiếp thiết bị thẻ ● Command (CMD): Là đường truyền để thiết bị gửi lệnh đến thẻ ● Response (RESP): Là đường truyền để thẻ phản hồi với lệnh nhận Data (DAT): Là đường truyền liệu thiết bị thẻ ● Chip Select (CS): Là đường truyền để chọn thẻ cần truyền liệu ● Power (VDD): Là đường truyền cung cấp nguồn cho thẻ 13 Khi thẻ kết nối với thiết bị, đường truyền định nghĩa sử dụng để truyền liệu thiết bị thẻ Quá trình truyền liệu điều khiển tín hiệu điều khiển lệnh giao tiếp đề cập 1.3 Để thiết lập giao tiếp bên phát bên nhận chuẩn giao tiếp SD, cần tuân theo quy trình sau Khởi tạo thẻ SD: Trước truyền liệu, thiết bị cần phải khởi tạo thẻ SD cách gửi tín hiệu CMD0 đến thẻ Sau khởi tạo, thẻ SD trả phản hồi cho biết chức tính hỗ trợ thẻ Thiết lập chế độ truyền liệu: Thiết bị cần thiết lập chế độ truyền liệu tương thích với thẻ SD Để làm điều này, thiết bị cần gửi tín hiệu CMD6 đến thẻ SD để thiết lập chế độ truyền liệu đồng không đồng Thiết lập băng thông: Thiết bị cần thiết lập băng thông cho bus SD cách gửi tín hiệu CMD9 đến thẻ SD Gửi lệnh: Thiết bị gửi lệnh đến thẻ SD cách gửi tín hiệu CMD đến thẻ SD Đợi phản hồi: Sau gửi lệnh, thiết bị cần đợi phản hồi từ thẻ SD để xác nhận lệnh xử lý thành công Gửi nhận liệu: Khi thẻ SD trả phản hồi xác nhận, thiết bị bắt đầu truyền liệu thiết bị thẻ SD Khi gửi nhận liệu, thiết bị cần đợi phản hồi từ thẻ SD để xác nhận liệu gửi nhận thành công Kết thúc truyền liệu: Khi q trình truyền liệu hồn tất, thiết bị cần gửi tín hiệu CMD12 đến thẻ SD để khỏi chế độ truyền liệu Quá trình thiết lập giao tiếp bên phát bên nhận chuẩn giao tiếp SD quan trọng để đảm bảo việc truyền liệu thiết bị thẻ SD thực cách hiệu đáng tin cậy SDIO 2.1 Cấu trúc liệu giao tiếp chuẩn SDIO bao gồm thành phần sau Thẻ SDIO: Thẻ SDIO thiết bị giao tiếp SDIO, nơi mà liệu lưu trữ chuyển đổi để truyền tải qua kết nối SDIO Thẻ SDIO kết nối với thiết bị khác thông qua chân cấu trúc pinout SDIO Chân SDIO bao gồm chân cho truyền tín hiệu cung cấp nguồn Các chân bao gồm: ● CMD: Chân sử dụng để truyền lệnh điều khiển từ thiết bị gốc tới thẻ SDIO ● CLK: Chân sử dụng để đồng hóa tín hiệu thiết bị ● DAT: Các chân sử dụng để truyền liệu thiết bị 14 ● CD/DAT3: Chân sử dụng để phát thẻ SDIO cắm không ● WP/DAT2: Chân sử dụng để bảo vệ liệu khỏi việc ghi đè ● Lệnh điều khiển: Lệnh điều khiển lệnh truyền từ thiết bị gốc tới thẻ SDIO Các lệnh định dạng theo giao thức SD gửi thông qua chân CMD ● Dữ liệu: Dữ liệu thông tin truyền thiết bị gốc thẻ SDIO thông qua chân DAT Dữ liệu chia thành khối liệu, khối bao gồm số byte truyền qua kết nối SDIO ● Trạng thái: Trạng thái thông tin trả từ thẻ SDIO tới thiết bị gốc Trạng thái bao gồm trạng thái hoạt động, lỗi thông tin khác trả từ thẻ SDIO ● Thời gian: Thời gian sử dụng để đồng hóa tín hiệu thiết bị Thời gian tính đơn vị nanosecond ● Cấu trúc gói: Cấu trúc gói cách liệu truyền qua kết nối SDIO Cấu trúc gói gồm trường sau: ● Tên lệnh (Command name): Trường đặt tên cho lệnh gửi đến thẻ SDIO ● Thông tin lệnh (Command information): Trường chứa thông tin chi tiết lệnh gửi đến thẻ SDIO Thông tin truyền (Transfer information): ● Trường chứa thông tin chi tiết liệu truyền thiết bị gốc thẻ SDIO ● Thông tin phản hồi (Response information): Trường chứa thông tin chi tiết phản hồi trả từ thẻ SDIO 15 ● Quản lý lượng: Chuẩn giao tiếp SDIO cung cấp tính quản lý lượng để tiết kiệm pin thiết bị, bao gồm chế độ nghỉ (sleep mode) chế độ tiêu thụ thấp (low-power consumption mode) 2.2 Thiết lập bên phát bên nhận cần tuân theo quy trình sau Xác định chế độ truyền liệu: Trong chuẩn giao tiếp SDIO, có hai chế độ truyền liệu đồng không đồng Chế độ đồng sử dụng để đồng hóa việc truyền liệu thiết bị thẻ SDIO, chế độ không đồng cho phép truyền liệu mà khơng cần phải đồng hóa Khởi tạo thẻ SDIO: Trước truyền liệu, thiết bị cần phải khởi tạo thẻ SDIO cách gửi tín hiệu Reset Initialize Sau khởi tạo, thẻ SDIO trả phản hồi, cho biết chức tính hỗ trợ thẻ Thiết lập chế độ truyền liệu: Thiết bị cần phải thiết lập chế độ truyền liệu tương thích với thẻ SDIO Để làm điều này, thiết bị cần gửi tín hiệu CMD52 đến thẻ SDIO để thiết lập chế độ truyền liệu đồng không đồng Thiết lập băng thông: Thiết bị cần thiết lập băng thông cho bus SDIO cách gửi tín hiệu CMD52 đến thẻ SDIO Đọc ghi liệu: Khi thiết lập tham số truyền liệu, thiết bị bắt đầu truyền liệu thiết bị thẻ SDIO Khi gửi lệnh đọc ghi liệu, thiết bị cần phải đợi phản hồi từ thẻ SDIO để xác nhận lệnh xử lý thành công Kết thúc truyền liệu: Khi q trình truyền liệu hồn tất, thiết bị cần gửi tín hiệu CMD52 đến thẻ SDIO để thoát khỏi chế độ truyền liệu Quá trình thiết lập giao tiếp bên phát bên nhận chuẩn giao tiếp SDIO quan trọng để đảm bảo việc truyền liệu thiết bị thẻ SDIO thực cách hiệu đáng tin cậy 2.3 Loại thẻ SDIO tốc độ liệu SDIO hỗ trợ nhiều loại thẻ với Tốc độ liệu Chế độ báo hiệu khác Bảng cung cấp so sánh chi tiết Giao diện SDIO khác với Tốc độ liệu tối đa hỗ trợ Mức báo hiệu Loại SDIO thẻ Cách thức Không phải Tốc giao diện độ SPI Phạm đồng hồ 0-400 KHz vi Tốc độ liệu Chế độ báo tối đa hiệu 200 KB/giây 3,3 V 16 SD bit UHS thấp SD bit tùy chọn SPI Không phải Hết tốc độ SD bit UHS SD bit Không phải Tốc UHS cao độ SD bit -25 MHz 12,5 MB/giây – 50 MHz 25MB/giây -25 MHz 12,5 MB/giây 3,3V – 25 MHz 25MB/giây 3,3V SPI Hết tốc độ SD bit SD bit UHS-I UHS-II * Tốc cao độ SD bit SDR12 SD bit 12,5 MB/giây SDR25 SD bit 25MB/giây SDR50 SD bit -208 MHz 50MB/giây DDR50 SD bit 50MB/giây SDR104 SD bit 104 MB/giây FD156 SD bit HĐ312 SD bit 0-52 MHz 156MB/giây 312MB/giây 1.8V LVDS 0,4V   UHS-II tương thích ngược với UHS-I Prodigy hỗ trợ Phân tích Giao thức UHS-I với PGY-SSM Phân tích Giao thức UHS-II với PGY-UHS II Protocol Analyzer 2.4 Bộ lệnh SDIO: Lý thuyết hoạt động SDIO giới thiệu IO_SEND_OP_COND (CMD5) để hỏi Dải điện áp mà Thẻ I/O cần. SDIO bổ sung thêm hai hướng dẫn Lệnh truyền liệu để hỗ trợ chức I/O. Các lệnh IO_RW_DIRECT (CMD52) lệnh truy cập I/O nhanh IO_RW_EXTENDED (CMD53) cho phép truy cập nhanh với địa Byte Block 17 CMD5: IO_SEND_OP_COND ● ● ● CMD5 xác định Chỉ mục lệnh bit đặt 000101b Các giá trị tối thiểu tối đa hỗ trợ VDD đặt Thanh ghi I/O OCR Thanh ghi 24 bit CMD5 S18R bit yêu cầu Chuyển sang 1.8V R4: Phản hồi IO_SEND_OP_COND ● ● ● Chức I/O trường bit cho biết số lượng Chức I/O Thẻ hỗ trợ S18A đặt cho biết việc chuyển sang 1.8V thiết bị chấp nhận I/O OCR cho biết Phạm vi điện áp hỗ trợ hỗ trợ CMD52: IO_RW_TRỰC TIẾP Các hoạt động sau CMD52 thực SDIO cách ghi vào bit cụ thể Thanh ghi mã lệnh chung Khu vực I/O chung (CIA), khơng sử dụng Lệnh riêng biệt SD ● ● ● ● Đặt lại I/O Hủy chuyển khối Đặt độ dài khối Thanh ghi chức (FBR) Đặt chiều rộng bus CMD53: IO_RW_EXTENDED CMD53 cung cấp tùy chọn Đọc Ghi nhiều Thanh ghi I/O Lệnh 18 Việc đọc ghi khối/nhiều khối thực lệnh CMD53, không giống Thẻ SD sử dụng nhiều lệnh để thực việc Phần III: Ví dụ cụ thể Lập trình STM32 SDIO đọc ghi liệu vào thẻ nhớ SD card Sơ đồ khối Ứng dụng sử dụng trình điều khiển FAT để quản lý việc lưu trữ truy xuất liệu thẻ SD Trình điều khiển SD sử dụng để truy xuất liệu lưu trữ thẻ SD, trình điều khiển SPI sử dụng để truyền liệu thành phần phần cứng hệ thống, bao gồm trình điều khiển SD thẻ SD Tất thiết bị kết nối với thông qua giao thức SPI, truyền qua SPI bus Các chân kết nối sau: MOSI: chân truyền liệu từ vi điều khiển STM32F1 đến thẻ SD 19 MISO: chân nhận liệu từ thẻ SD vi điều khiển STM32F1 SCK: chân tạo xung clock để đồng truyền liệu vi điều khiển STM32F1 thẻ SD SS: chân slave select để lựa chọn thiết bị mà vi điều khiển STM32F1 giao tiếp Vi điều khiển STM32F1 sử dụng thư viện hỗ trợ để truyền thông tin qua giao thức SPI đọc ghi liệu thẻ SD Bạn cần cấu hình chân SPI sử dụng thư viện GPIO sử dụng thư viện FatFs để đọc ghi liệu lên thẻ SD 20