LPC55S6x家族技术亮点剖析——SD卡接口支持双设备

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LPC55S6x家族技术亮点剖析——SD卡接口支持双设备

SD卡接口，大家一定不陌生，在我们日常电子便携设备中，广泛使用SD存储卡，由此接口衍生出的SDIO接口应用亦常见，比如几乎无处不在的WIFI模块（当然，其常用接口还有SPI）。


恩智浦推出的多个LPC系列都能支持包含SDIO的SD卡接口，而其中新近推出的LPC55S6x及其同族胞弟LPC55S2x和LPC552x（以下仅以LPC55S6x为代表来阐述），升级了对此接口的支持。


其中，有一个不起眼的亮点，不知大家注意到否，就是支持双设备。这意味着可以接入，比如，双SD卡，或者一个SD卡+一个WIFI模块，等等。


这里就通过一篇小文章来揭示它，为有意走上双设备应用道路的读者提供灯塔指引。


在LPC55S6x用户手册里SDMMC卡接口章节中，开篇即简明扼要的指出，此接口支持通过同一SD卡接口接入双设备（SD0和SD1）。


有读者或许此时疑惑了，同一SDMMC外设接口如何“分身”访问双设备呢？且看下面一一分解……

同一SD卡接口

我们先从SD卡接口的系统框架来总体认识一下这同一SD卡接口，与其他系列一样，LPC55S6x的SD模块包含两大块：


总线接口单元，简称BIU，主要负责内部事务，通过内部AHB总线与CPU通信，配置SD模块寄存器，交换数据，等等。


卡接口单元，简称CIU，主要负责外部事宜，处理卡协议和外部设备通信。


以下就是LPC55S6x用户手册给出的SD模块内部框图：

这就是所谓的同一SD模块，丝毫看不出对双设备的支持。所谓支持双设备，又从何说起呢？继续细看下去……

双设备接入

我们知道，处理一件相对复杂棘手的事，最好的办法就是从简单入手。既然支持双设备，自然从物理上能接入双设备，那就从此最简单直接的外部引脚来看。直接呈上SDMMC模块引脚描述图表：

显然，是有两套对应引脚以SD0和SD1区分着。SD卡接口的标准常用引脚（时钟、卡检测、卡命令，卡数据）都有两套 —— 关于双设备支持，终于初显端倪了。
两个设备至少从物理上可以同时接入了。
然而，我们知道，这不足以支持完整的双设备的访问。必然且只能深入模块内部了……

双设备支持的内部细节

细节是魔鬼！细看果然是有部分寄存器是分别对应于SD0和SD1两个设备的，它们是：


用于电源使能的寄存器（PWREN）


用于时钟使能的寄存器（CLKENA）


用于卡插入检测的寄存器（CDETECT）


用于切换卡类型：支持1-bit, 4-bit 还是 8-bit模式（CTYPE）


还有一个相当关键的涉及到双设备读写访问的寄存器位域，即CMD寄存器的位20-16。当发送命令时，这个位域必须配置为0或者1来指明是访问设备SD0还是SD1。


—— 哦，相信看到这里，读者应是恍然大悟，双设备访问的真相大白了。兴奋之余，还是要呈上此位域的样子，以让自己的眼睛确信。况且，也是身处科技发展到了有图有真相的年代：

此时此刻，我想说，这是双设备访问支持的命门机关，应该不为过吧。
至此，LPC55S6x SD卡接口对双设备的支持即剖析完成，so森破（simple）！OK，灯塔建好了，前途一片光明，，，“有参考代码吗？” 比较“贼”的读者往往此时会这样追问。是的，没有参考代码实例，犹如虽有灯塔指引，却没有一条修好的道路，令人遗憾。虽然，SDK软件包并未提供这样的实例，我们另外提供了一则应用笔记，附上一个双SD卡访问实例参考代码。只能帮到这了，，，稍等，下面还有一个温馨提醒。

双设备支持的局限性

细心的读者或许意识到了这个双设备机制是有局限性的。局限性正是来自对双设备的访问是共享同一SD卡接口，只是小部分控制独立分开——如本文以上所剖析。


不难理解，对双设备的通信是不能同时并行的，须在完成一个设备的一次完整通信后，才能开始另一个设备的通信。否则，将可能导致数据错乱，甚至逻辑混乱。
这正是，同一SD卡接口，面对两个设备，苦于分身乏术，只能轮流处理。各位读者心里需有此数，方可在应用上尽量避免掉“坑”。



作者：宁能     文章出处：恩智浦MCU加油站

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SDIO接口还是非常适合高速转存至SD卡。