STM32的SDIO-WIFI资料归纳

只看该作者 · 2015-2-6 15:38

(1) Wifi卡的常用接口有：
–CF 接口
–USB接口
–SDIO接口
–SPI接口
–PCMCIA接口
很多时候，同一个wifi卡同时支持多种接口，譬如marvell的8686的wifi卡，既支持spi接口，也支持sdio接口.

(2) SD卡与SDIO卡的异同
1.SD卡使用的是SD卡协议，而SDIO卡使用的是SDIO协议；协议不一样，初始化/读写方式都不一样
2.ARK1600控制器既支持SD卡也支持SDIO卡，在驱动上完全可以做到同一个卡槽既支持SD卡也支持SDIO卡,甚至combo卡，因此在驱动上有个判断过程，判断插进来的是SD卡还是SDIO卡
3.两者的引脚定义不一样，尽管引脚个数都一样

(3)
•SDIO协议
–相对于SD协议，SDIO协议特有的命令有:cmd5,cmd52,cmd53
–cmd5命令相当于SD卡协议中的acmd41,用于匹配SDIO卡的电压
–对于SDIO卡中的单个寄存器的读写一般都使用cmd52命令，而对于多字节数据的读写则用cmd53命令。
–cmd53分字节和块传输模式
对于字节传输模式相当于SD协议的单块读写（cmd17，cmd24）
对于块传输模式相当于SD协议的块读写（cmd18，cmd25）

(4)
•Cmd53
–对于字节传输模式，它可以是1～512之间的任意长度的传输，而不是固定长度
–对于块传输模式，首先它的块长度可以人为设定，但不能超过规定的最大块长度
–相对于SD卡中的块传输模式，在最后一个块传输末尾，是不需要发送块停止命令的（cmd12）
--每个SDIO卡都由1～7个function (optional)和一个memory function（mandatory）组成
•什么是function ?
–所谓function，就是一个I/O设备，它实质就是一些寄存器的集合

(5) SDIO卡里function的组织分布
•CIA就是function0，也就是memory function，它每个SDIO卡所必须具有的，它里面包含了如下一些重要信息：
–SDIO协议的版本号，BUS MOD,块大小等。这些信息有些是只读的，有些是可读可写的
•Function1～7是可选的，根据具体的应用的不同，所包含的function数目也不一样，譬如我门使用的marvell的8686芯片，它就只有function0和function1

(6)sdio 1~4bit mode
PIN SDIO 4-BIT MODE SDIO 1-BIT MODE
1 CD/DAT3 Data line 3 N/C Not used
2 CMD Command line CMD Command line
3 VSS1 Ground VSS1 Ground
4 VDD Supply voltage VDD Supply voltage
5 CLK Clock CLK Clock
6 VSS2 Ground VSS2 Ground
7 DAT[0] Data line 0 DATA Data line
8 DAT[1] Data line1 or INT line IRQ Interruption
9 DAT[2] Data line2 or read wait RW Read wait
1.SDIO mode 同样也有1bit和4bit 总线模式
2.SD与SDIO卡的引脚的一个最大的区别是：SDIO有个中断引脚DAT[1],在4bit模式下，DAT[1]既做数据线，又做中断线，因此是分时复用的，在总线发送命令期间，DAT[1]用作中断线。

(7)SD

PIN SD MODE
1 Name Type Description
2 CD/DATA3 I/O/PP Card detect/data line3
3 CMD Pp Command/response
4 Vss1 S Ground
5 VDD S Supply voltage
6 Vss2 S Ground
7 DAT0 I/O/PP Data line0
8 DAT1 I/O/PP Data line1
9 DAT2 I/O/PP Data line2
•当HOST同时连接多个卡时：
–时钟，电源，地线可以为每个卡公共
–但每个卡都有自己单独的数据和命令总线，避免干扰
–在卡的初始化过程中，命令是单独发到每个卡的，允许驱动来检测每个卡槽的卡是否存在，并且分配相应的逻辑地址给每个卡槽。
–HOST与每个卡槽的卡的数据传输都是单独进行的，因为每个卡槽都有自己的数据总线
–在卡的初始化完成后，命令可以同时发送到每个卡槽，因为此时命令中已经包含了卡的逻辑地址（在卡的分别初始化时分配的）

只看该作者 · 2015-2-6 15:39

(8)SD卡与SDIO卡的检测判别
–上电，发送CMD5命令，如果有响应，并且响应中的MP位为0，说明对应卡槽中的卡为SDIO卡，进而开始SDIO卡的初始化流程
–如果发送CMD5命令没有响应，则说明对应卡槽的卡为SD或MMC卡，进而开始SD/MMC卡的初始化流程
–如果发送CMD5命令，有响应，且响应中的MP位为1，说明这个卡不但是SDIO卡，同时也时SD卡，也就是所谓的combo卡，则进行combo卡的初始化流程

只看该作者 · 2015-2-6 15:40

(9)目前linux下，已支持的wifi卡有如下厂家的卡：
–Marvell 8385 and Marvell 8686
–Intersil公司 Prism54 chips series
–Intel IWL4965 and IWL3945
–Atheros corporation 5xxx chipset
–Broadcom(博通)43xx
–Ralink(雷凌)RT2x00
•Linux下已经支持了市面上的大多数wifi卡的驱动
•每种wifi卡都是需要固件（firmware）才能驱动的，并且同一种卡工作在不同接口时对应的firmware是不一样的
•需要注意的是：很多firmware都是要花钱的
•固件通过其驱动下载到无线卡中，才能驱动起来

只看该作者 · 2015-2-6 15:41

(10)wifi驱动的通用的软件架构
1. 分为两部分，上面为主机端驱动，下面是我们之前所说的firmware
2. 其中固件部分的主要工作是：因为天线接受和发送回来的都是802.11帧的帧，而主机接受和传送出来的数据都必须是802.3的帧，所以必须由firmware来负责802.3的帧和802.11帧之间的转换，
3. 当天线收到数据，并被firmware处理好后会放在一个buffer里，并产生一个中断，主机在收到中断后就去读这个buffer。

只看该作者 · 2015-2-6 15:54

对STM32的SDIO——SD卡输入/输出模块摸索了一下，今天只看了POWER UP这个函数的实现。对SDIO编写驱动，需要参考SD卡的协议，我手上的SD卡协议是ver2.00的物理层简化协议。协议主要规定了主机（这里就是STM32）向SD卡写入的各种控制指令，以及SD卡的初始化过程状态转移图。了解SD卡从初始化状态转移图开始。

这个图看起来有点复杂，感觉无从下手，其实仔细瞧瞧就跟我们数电学的状态转移图差不多，框框里面是各种操作，箭头指向下一步操作，直线引出去的部分就是状态发生跳转的条件。首先上电（power-on），然后发出CMD0，再接着发送CMD8，有应答（response）判断为Ver2.00或更新的SDMC，无应答（no response）判断为ver2.00或者更新版SDMC（电压不匹配(voltage mismatch) ）或ver1.X SDMC或不是SDMC。若判断为前一种情况，则问询是否为有效应答（valid response），如果不是，判断为无效卡，否则判断为有效卡且开始循环发送ACMD41指令直至SD卡发出power up应答。然后判断CCS（card capacity status——卡容量状态）位，为1则判断为ver2.00或者更新的大容量卡（high capacity SD memory card），否则判断为ver2.00或者更新的标准卡（sandard capacity SD memory card）。至此，power on工作结束。
上文只是对状态图进行了一个解读，真正要控制还是需要知道各个CMD如何发送。SD卡协议提供了几个CMD的格式以及其响应值的格式（如果有相应的话）。下面就对函数的具体编写进行下总结。

只看该作者 · 2015-2-6 15:55

（1）初始化SDIO
利用SDIO_Init中的结构体初始化SDIO接口。该结构体有以下几个成员函数：SDIO_ClockDiv、SDIO_ClockEdge、SDIO_ClockBypass、SDIO_ClockPowerSave、SDIO_BusWide、SDIO_HardwareFlowControl。其中比较重要的是SDIO_ClockDiv成员，它确定了SDIO的分频系数，在不使用旁路时钟（ByPass）的时候SDIO_CLK=HCLK/(SDIO_ClockDiv+2)，我们在这里将SDIO_CLK设置为400kHZ，就是通过设置分频系数实现的。初始化完成后，就进行第一步，也就是power on，调用SDIO_SetPowerState函数即可。最后别忘记使能SDIO的时钟。
(2)发送CMD0
由STM32向SD卡发送指令可以直接调用SDIO_SendCommand函数，该函数包含一个结构体，该结构体有以下几个成员：SDIO_Argument、SDIO_CmdIndex、SDIO_Response、SDIO_Wait、SDIO_CPSM。跟我们编程密切相关的一个是SDIO_Argument——参数，许多带有响应的命令都需要通过设置参数来实现，由于CMD0没有响应，所以此处设为0x00即可。SDIO_CmdIndex成员是该结构体核心——指令指数。也就是说，如果我要发送CMD0，SDIO_CmdIndex=0，如果发送ACMD41,SDIO_CmdIndex=41，但是注意此处SDIO_CmdIndex的值是等于指令，而且是指令的十进制形式，但是我们在给SDIO_CmdIndex赋值时必须转换成十六进制。SDIO_Wait设置等待中断。填写好结构体后检测是否正确受到CMD0，然后才能进行下一步。为了保证程序正确，这样的检测在每一个指令发送周期都是必须的。
（3）发送CMD8
用同样类似的方式发送CMD8。注意此时CMD8是带有响应的指令，接收到指令后sd返回该SDIO_Argument的值，所以对SDIO_Argument要进行特殊设置，设置后SDIO->ARG寄存器便有了该值。SDIO_Response——把应答模式设置成短应答，这是根据参考指南设置的。同样地，在填写完结构体后检查是否接收到命令。根据SD协议初始化流程图，此时如果有响应则SD遵循2.00协议，否则说明是1.x 或者mmc。无论是哪一种情况，都发送CMD55来检测。
（4）发送CMD55
CMD55是一个特殊的指令，该指令告诉主机下一个command将会是一个应用指令（application command），比如要发送ACMD41之前必须先发送CMD55。此处发送CMD55是为了检测卡的类型。不过暂时没没看懂为什么是发送CMD55,因为关于CMD55的解释中并没有提到它能够检测卡类型，只说了它的应答类型是R1。判断是SD卡或者是不支持的卡。
（5）进入循环，再次发送CMD55
这次发送CMD55就是为发送ACMD41做准备了。为什么要在循环里发送呢？因为SD协议初始化状态图中发送ACMD的过程是一个反复地，指导检测出power up为1为止，所以该处的循环条件设置成!validvoltage,validvoltage为OCR的power up位。需要注意的是例程中的循环条件是(!validvoltage) && (count < SD_MAX_VOLT_TRIAL)，也就是说它设置了一个最大检测次数，当超过该检测次数仍然没有power up时就可以跳出，反馈检测失败的信息，这样程序不会死在此处。
（6）发送ACMD41
发送了CMD55后检测到收到指令，紧接着发送ACMD41指令。ACMD41响应类型是R3，该响应返回OCR寄存器的值，稍后我们需要这个寄存器来判断卡容量以及power up状态。注意此处参数格式规定的是HCS和Voltage Window共同确定的。填写完结构体后检查是否正确接收指令，然后检测power up位是不是1，不是的话再次循环，是则根据条件跳出循环。如果达到最大循环次数power up仍然没置位，则返回卡不可用的信息。
（7）检测卡的最终类型
正常上电好后，检测OCR的CCS为，一次来判断卡是SDHC还是SDSC。至此，power on函数功能到此结束。