目的
提供逻辑分析仪在 SDIO 总线除错与分析之快速应用方案。
方法
硬件连接
将SD读卡机拆开,并拉出接脚以方便量测讯号。连接逻辑分析仪的通道 0、1、2、3、4、5 至 SD 读卡机上所拉出的接脚,来测量 SDIO 的讯号,如图1。


硬件设定
设定取样率
原则上取样率为待测物频率的4~6倍左右最合适;但是取样率越高可以看到越细致的讯号
波形。该讯号实际 Clock 的速率约为 16MHz。本例使用 200MHz 的取样率,如图2。


设定触发准位
在设定触发准位之前,建议可使用示波器来观察 SDIO 的讯号波形,来确定触发准位电压值。


图3为SDIO CMD Pin 的波形讯号,电压最大值及最小值分别为 4.33V 和 -1.32V 左右,所以逻辑分析仪的逻辑准位使用预设的1.6V TTL准位即可,如图4。



设定触发参数
可以根据需求来设定,本例以CH-00通道( SDIO CLK讯号)变化缘为触发,如图5。


软件设定
硬件设定完毕之后,进行下列软件设定步骤,如图6,再让逻辑分析仪撷取 SDIO 讯号,
并用总线分析软件来做分析,如图7。
通道设定:CLK 为 CH 0,CMD 为 CH 1,CH 2~CH5为DAT0~DAT3。
分析目标:可针对CMD或DAT做分析,预设为CMD。建议可再建立一个分析针对DAT,这样才可以同时看到 Command 和 Data 的分析结果。
模式:只有针对DAT做分析,才可以选择传输模式。
资料长度:针对DAT做分析时,使用者可以自己设定Data的长度。预设为512 Bytes。
选择要分析的范围:预设为人整个缓冲区。
波形颜色:最后设定 SDIO 栏位颜色,按下确定,即分析 SDIO 的讯号。




SDIO 通讯协定
Secure Digital通常缩写为SD,作为一种记忆卡,全名应该是Secure Digital Memory Card,中文翻译为安全数码卡或直接称为SD卡,是一种记忆卡的标准,它被广泛地于携带型装置上使用,例如数位相机、个人数位助理(PDA)和多媒体播放器等。SD卡的技术建是基于MultiMedia卡(MMC)格式上,但SD卡比MMC卡略厚。标准的 SD 有 9 Pin,如图8。
SD卡共支援三种传输模式:SPI模式,1-bit SD 模式,4-bit SD 模式。
低速卡的时脉为0~400KHz,支援模式有SPI和1位元SD传输模式。全速卡的时脉为0~25MHz,支援模式有SPI、1位元SD传输模式和4位元SD传输模式。
SD插口的用途不止是插记忆卡。支援SDIO界面的PDA,笔记型计算机等都可以连线像GPS接收器,Wi-Fi或蓝芽界面卡,调制解调器,区域网络界面卡,条形码读取器,FM无线电,电视接收器,射频识别读取器,或者数位相机等等采用SD标准界面的装置。


Data Packet Format for Usual Data (8-bit width)
资料的传递开头会先有个Start bit (固定为zero),后面接着资料的传送,资料传送为MSB,并且以Byte为单位来传送。资料传送完毕后紧接着CRC16,然后会有一个End bit (固定为one)。图9为 1-bit 和 4-bit 资料传送的格式。


Data Packet Format for Wide Width Data (EX. ACMD13)
当作SD状态读取的资料传递,规则也跟读写资料一样。差别在于不是以byte为单位,而是一个 bit 一个 bit 的传送。如图10。


Read Operation
Read Operation是由 Host 发出 Command,当 Slave 收到 Command 后,会回应一个 Response,Host 在送出 Command 之后就已经开始送资料,所以 Slave 在 Response 结束前就已经在读取资料了。如图11。


Write Operation
Write Operation也同样先由 Host 发出 Command,而 Slave 必须要在 Response 结束之后,才会开始写资料的动作。如图12。


Command Token Format
Command Frame 包含1个 Start bit ( always 为 zero )、1个 transmitter bit、Content、7 bit 的 CRC、和一个 End bit ( always 为 one ),总长度为 48 bits。


Response Token Format
Response Frame 分为两个格式,会根据 Host 下的Command 不同而回应不同的格式。如图14。

