SDIO接口有何功能

　　1. SDIO 接口简述
　　SDIO 接口用于访问 MMC 卡，SD 存储卡或者 SDI/O 卡的接口标准。
　　
　　这里要做的是 Micro SDCard，也就是 TF Card（存储卡）的操作。属于第二种。
　　本实验中使用的Micro SD卡属于SDSC（标准容量，最大两G）卡。介绍卡的种类是因为SD协议中的命令也支持这三种类型的卡，因此对STM32中的SDIO接口进行初始化后，上电后就要对接入的卡进行检测、分类，这个过程是通过向卡发送一系列不同的命令，根据卡不同的响应来进行分类。
　　2. Micro SD 卡
　　Micro SD 卡就是 TF Card 的意思，是小的 SD Card。一张SD卡包括有存储单元、存储单元接口、电源检测、卡及接口控制器和接口驱动器5个部分。存储单元是存储数据部件，存储单元通过存储单元接口与卡控制单元进行数据传输；电源检测单元保证SD卡工作在合适的电压下，如出现掉电或上状态时，它会使控制单元和存储单元接口复位；卡及接口控制单元控制SD卡的运行状态，它包括有8个寄存器；接口驱动器控制SD卡引脚的输入输出。
　　
　　可以看到，卡对外交互的引脚有：
　　CLK：时钟线，由SDIO主机产生，即由STM32控制器输出；
　　CMD：命令控制线，SDIO主机通过该线发送命令控制SD卡，如果命令要求SD卡提供应答（响应），SD卡也是通过该线传输应答信息；
　　D［0-3］：数据线，传输读写数据；SD卡可将D0拉低表示忙状态；
　　VDD、VSS1、VSS2：电源和地信号。
　　上述引脚定义了整个卡的传输模式：即，支持4线并行传输，数据同步传输，支持命令的交互。
　　虽然可以共用总线，但不推荐多卡槽共用总线信号，要求一个单独SD总线应该连接一个单独的SD卡，总线的结构为：
　　
　　具体的硬件原理图如下所示：
　　
　　测试用卡：某东上买的卡，品牌：Kingston，Micro SDHC，Class 10， 大小 16GB，直接插上卡座即可。
　　3. SD 协议
　　关于 SD Card 的所有协议定义，都遵循标准的 SD 组织定义的协议，参考：
　　《Physical Layer Simplified Specification V2.0》
　　协议中规定了物理层数据传送，Timing，频率，状态，寄存器等等。
　　3.1 传输特性
　　SD 总线通信是基于命令和数据传输的。通讯由一个起始位（“0”），由一个停止位（“1”）终止。
　　数据传送 MSB，上升沿有效。
　　传输的时候，发送命令，仅仅使用 CMD 线，能够支持开启 4 线进行数据的发送和接收。
　　使用4数据线传输时，每次传输4bit数据，每根数据线都必须有起始位、终止位以及CRC位，CRC位每根数据线都要分别检查，并把检查结果汇总然后在数据传输完后通过D0线反馈给主机。
　　SD卡数据包有两种格式，一种是常规数据（8bit宽），它先发低字节再发高字节，而每个字节则是先发高位再发低位
　　
　　4线同步发送，每根线发送一个字节的其中两个位，数据位在四线顺序排列发送，DAT3数据线发较高位，DAT0数据线发较低位。
　　另外一种数据包发送格式是宽位数据包格式，对SD卡而言宽位数据包发送方式是针对SD卡SSR（SD状态）寄存器内容发送的，SSR寄存器总共有512bit，在主机发出ACMD13命令后SD卡将SSR寄存器内容通过DAT线发送给主机。
　　
　　3.2 CMD&RSP 命令以及响应
　　3.2.1 CMD 命令包格式
　　SD 命令格式固定为 48bit，都是通过 CMD 线连续传输的（数据线不参与）：
　　
　　SD命令的组成如下：
　　 起始位和终止位：命令的主体包含在起始位与终止位之间，它们都只包含一个数据位，起始位为0，终止位为1。
　　 传输标志：用于区分传输方向，该位为1时表示命令，方向为主机传输到SD卡，该位为0时表示响应，方向为SD卡传输到主机。
　　命令主体内容包括命令、地址信息/参数和CRC校验三个部分。
　　 命令号：它固定占用6bit，所以总共有64个命令（代号：CMD0~CMD63），每个命令都有特定的用途，部分命令不适用于SD卡操作，只是专门用于MMC卡或者SD I/O卡。
　　 地址/参数：每个命令有32bit地址信息/参数用于命令附加内容，例如，广播命令没有地址信息，这32bit用于指定参数，而寻址命令这32bit用于指定目标SD卡的地址。
　　 CRC7校验：长度为7bit的校验位用于验证命令传输内容正确性，如果发生外部干扰导致传输数据个别位状态改变将导致校准失败，也意味着命令传输失败，SD卡不执行命令。
　　3.2.2 CMD 命令类型
　　SD命令有4种类型：
　　 无响应广播命令（bc），发送到所有卡，不返回任务响应；
　　 带响应广播命令（bcr），发送到所有卡，同时接收来自所有卡响应；
　　 寻址命令（ac），发送到选定卡，DAT线无数据传输；
　　 寻址数据传输命令（adtc），发送到选定卡，DAT线有数据传输。
　　另外，SD卡主机模块系统旨在为各种应用程序类型提供一个标准接口。在此环境中，需要有特定的客户/应用程序功能。为实现这些功能，在标准中定义了两种类型的通用命令：特定应用命令（ACMD）和常规命令（GEN_CMD）。要使用SD卡制造商特定的ACMD命令如ACMD6，需要在发送该命令之前发送CMD55命令，告知SD卡接下来的命令为特定应用命令。CMD55命令只对紧接的第一个命令有效，SD卡如果检测到CMD55之后的第一条命令为ACMD则执行其特定应用功能，如果检测发现不是ACMD命令，则执行标准命令。
　　任何的 ACMD 命令之前，都需要先发送 CMD55 命令，来标记此处将会发送一个 ACMD 命令。
　　3.2.3 CMD 命令交互
　　SD总线的基本交互是命令与响应交互，即，使用 CMD 线发送命令，然后接收来自 CMD 的 RSP（如果有响应的话）：
　　
　　SD数据是以块（Black）形式传输的，SDHC卡数据块长度一般为512字节，数据可以从主机到卡，也可以是从卡到主机。数据块需要CRC位来保证数据传输成功。CRC位由SD卡系统硬件生成。STM32控制器可以控制使用单线或4线传输，本开发板设计使用4线传输。
　　
　　SD数据传输支持单块和多块读写，它们分别对应不同的操作命令，多块写入还需要使用命令来停止整个写入操作。数据写入前需要检测SD卡忙状态，因为SD卡在接收到数据后编程到存储区过程需要一定操作时间。SD卡忙状态通过把D0线拉低表示。数据块读操作与之类似，只是无需忙状态检测。