SDIO

About 34 min

SDIO

概述

  • SDIO是安全数字输入输出接口(Secure Digital Input and Output)的缩写,是从SD内存卡接口的基础上演化出来的一种外设接口。SDIO接口兼容以前的SD内存卡,并且可以连接支持SDIO接口的设备。

  • SDIO的应用比较广泛,目前,有许多手机都支持SDIO功能,并且很多SDIO外设也被开发出来,使得手机外接外设更加容易。常见的SDIO外设有WLAN、GPS、CAMERA、蓝牙等。

  • SDIO总线有两端,其中一端是主机端(HOST),另一端是设备端(DEVICE)。所有的通信都是由HOST端发出命令开始的,在DEVICE端只要能解析HOST的命令,就可以同HOST进行通信了。SDIO的HOST可以连接多个DEVICE,如下图所示:

    • CLK信号:HOST给DEVICE的时钟信号。
    • VDD信号:电源信号。
    • VSS信号:Ground信号。
    • D0-3信号:4条数据线,其中,DAT1信号线复用为中断线,在1BIT模式下DAT0用来传输数据,在4BIT模式下DAT0-DAT3用来传输数据。
    • CMD信号:用于HOST发送命令和DEVICE回复响应。

    图 1 SDIO的HOST-DEVICE连接示意图

  • SDIO接口定义了操作SDIO的通用方法集合,包括打开/关闭SDIO控制器、独占/释放HOST、使能/去使能设备、申请/释放中断、读写、获取/设置公共信息等。

接口说明

表 1 SDIO驱动API接口功能介绍

功能分类

接口名

描述

SDIO设备打开/关闭接口

SdioOpen

打开指定总线号的SDIO控制器

SdioClose

关闭SDIO控制器

SDIO读写接口

SdioReadBytes

从指定地址开始,增量读取指定长度的数据

SdioWriteBytes

从指定地址开始,增量写入指定长度的数据

SdioReadBytesFromFixedAddr

从固定地址读取指定长度的数据

SdioWriteBytesToFixedAddr

向固定地址写入指定长度的数据

SdioReadBytesFromFunc0

从SDIO function 0的指定地址空间读取指定长度的数据

SdioWriteBytesToFunc0

向SDIO function 0的指定地址空间写入指定长度的数据

SDIO设置块大小接口

SdioSetBlockSize

设置块的大小

SDIO获取/设置公共信息接口

SdioGetCommonInfo

获取公共信息

SdioSetCommonInfo

设置公共信息

SDIO刷新数据接口

SdioFlushData

刷新数据

SDIO独占/释放HOST接口

SdioClaimHost

独占Host

SdioReleaseHost

释放Host

SDIO使能/去使能功能设备接口

SdioEnableFunc

使能SDIO功能设备

SdioDisableFunc

去使能SDIO功能设备

SDIO申请/释放中断接口

SdioClaimIrq

申请中断

SdioReleaseIrq

释放中断

说明: 本文涉及的所有接口,目前只支持在内核态使用,不支持在用户态使用。

使用指导

使用流程

使用SDIO的一般流程如图2所示。

图 2 SDIO使用流程图

打开SDIO控制器

在使用SDIO进行通信前,首先要调用SdioOpen获取SDIO控制器的设备句柄,该函数会返回指定总线号的SDIO控制器的设备句柄。

DevHandle SdioOpen(int16_t mmcBusNum, struct SdioFunctionConfig *config);

表 2 SdioOpen函数的参数和返回值描述

参数

参数描述

mmcBusNum

总线号

config

SDIO功能配置信息

返回值

返回值描述

NULL

获取SDIO控制器的设备句柄失败

设备句柄

SDIO控制器的设备句柄

打开SDIO控制器的示例如下:

DevHandle handle = NULL;
struct SdioFunctionConfig config;
config.funcNr = 1;
config.vendorId = 0x123;
config.deviceId = 0x456;
/* 打开总线号为1的SDIO控制器 */
handle = SdioOpen(1, &config);
if (handle == NULL) {
    HDF_LOGE("SdioOpen: failed!\n");
}
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独占HOST

获取到SDIO控制器的设备句柄之后,需要先独占HOST才能进行SDIO后续的一系列操作,独占HOST函数如下所示:

void SdioClaimHost(DevHandle handle);

表 3 SdioClaimHost函数的参数描述

参数

参数描述

handle

SDIO控制器的设备句柄

独占HOST示例如下:

SdioClaimHost(handle); /* 独占HOST */
1

使能SDIO设备

在访问寄存器之前,需要先使能SDIO设备,使能SDIO设备的函数如下所示:

int32_t SdioEnableFunc(DevHandle handle);

表 4 SdioEnableFunc函数的参数和返回值描述

参数

参数描述

handle

SDIO控制器的设备句柄

返回值

返回值描述

0

SDIO使能成功

负数

SDIO使能失败

使能SDIO设备的示例如下:

int32_t ret;
/* 使能SDIO设备 */
ret = SdioEnableFunc(handle);
if (ret != 0) {
    HDF_LOGE("SdioEnableFunc: failed, ret %d\n", ret);
}
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注册SDIO中断

在通信之前,还需要注册SDIO中断,注册SDIO中断函数如下图所示:

int32_t SdioClaimIrq(DevHandle handle, SdioIrqHandler *handler);

表 5 SdioClaimIrq函数的参数和返回值描述

参数

参数描述

handle

SDIO控制器的设备句柄

handler

中断服务函数指针

返回值

返回值描述

0

注册中断成功

负数

注册中断失败

注册SDIO中的示例如下:

/* 中断服务函数需要根据各自平台的情况去实现 */
static void SdioIrqFunc(void *data)
{
    if (data == NULL) {
        HDF_LOGE("SdioIrqFunc: data is NULL.\n");
        return;
    }
    /* 需要开发者自行添加具体实现 */
}

int32_t ret;
/* 注册SDIO中断 */
ret = SdioClaimIrq(handle, SdioIrqFunc);
if (ret != 0) {
    HDF_LOGE("SdioClaimIrq: failed, ret %d\n", ret);
}
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进行SDIO通信

  • 向SDIO设备增量写入指定长度的数据

对应的接口函数如下所示:

int32_t SdioWriteBytes(DevHandle handle, uint8_t *data, uint32_t addr, uint32_t size);

表 6 SdioWriteBytes函数的参数和返回值描述

参数

参数描述

handle

SDIO控制器的设备句柄

data

待写入数据的指针

addr

待写入数据的起始地址

size

待写入数据的长度

返回值

返回值描述

0

SDIO写数据成功

负数

SDIO写数据失败

向SDIO设备增量写入指定长度的数据的示例如下:

int32_t ret;
uint8_t wbuff[] = {1,2,3,4,5};
uint32_t addr = 0x100 + 0x09;
/* 向SDIO设备起始地址0x109,增量写入5个字节的数据 */
ret = SdioWriteBytes(handle, wbuff, addr, sizeof(wbuff) / sizeof(wbuff[0]));
if (ret != 0) {
    HDF_LOGE("SdioWriteBytes: failed, ret %d\n", ret);
}
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  • 从SDIO设备增量读取指定长度的数据

对应的接口函数如下所示:

int32_t SdioReadBytes(DevHandle handle, uint8_t *data, uint32_t addr, uint32_t size);

表 7 SdioReadBytes函数的参数和返回值描述

参数

参数描述

handle

SDIO控制器的设备句柄

data

接收读取数据的指针

addr

待读取数据的起始地址

size

待读取数据的长度

返回值

返回值描述

0

SDIO读数据成功

负数

SDIO读数据失败

从SDIO设备增量读取指定长度的数据的示例如下:

int32_t ret;
uint8_t rbuff[5] = {0};
uint32_t addr = 0x100 + 0x09;
/* 从SDIO设备起始地址0x109,增量读取5个字节的数据 */
ret = SdioReadBytes(handle, rbuff, addr, 5);
if (ret != 0) {
    HDF_LOGE("SdioReadBytes: failed, ret %d\n", ret);
}
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  • 向SDIO设备的固定地址写入指定长度的数据

    对应的接口函数如下所示:

    int32_t SdioWriteBytesToFixedAddr(DevHandle handle, uint8_t *data, uint32_t addr, uint32_t size, uint32_t scatterLen);

    表 8 SdioWriteBytesToFixedAddr函数的参数和返回值描述

    参数

    参数描述

    handle

    SDIO控制器的设备句柄

    data

    待写入数据的指针

    addr

    待写入数据的固定地址

    size

    待写入数据的长度

    scatterLen

    集散表的长度。如果该字段不为0,则data为集散表类型。

    返回值

    返回值描述

    0

    SDIO写数据成功

    负数

    SDIO写数据失败

    向SDIO设备的固定地址写入指定长度的数据的示例如下:

    int32_t ret;
    uint8_t wbuff[] = {1,2,3,4,5};
    uint32_t addr = 0x100 + 0x09;
    /* 向SDIO设备固定地址0x109写入5个字节的数据 */
    ret = SdioWriteBytesToFixedAddr(handle, wbuff, addr, sizeof(wbuff) / sizeof(wbuff[0]), 0);
    if (ret != 0) {
        HDF_LOGE("SdioWriteBytesToFixedAddr: failed, ret %d\n", ret);
    }
    
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  • 从SDIO设备的固定地址读取指定长度的数据

    对应的接口函数如下所示:

    int32_t SdioReadBytesFromFixedAddr(DevHandle handle, uint8_t *data, uint32_t addr, uint32_t size, uint32_t scatterLen);

    表 9 SdioReadBytesFromFixedAddr函数的参数和返回值描述

    参数

    参数描述

    handle

    SDIO控制器的设备句柄

    data

    接收读取数据的指针

    addr

    待读取数据的起始地址

    size

    待读取数据的长度

    scatterLen

    集散表的长度。如果该字段不为0,则data为集散表类型。

    返回值

    返回值描述

    0

    SDIO读数据成功

    负数

    SDIO读数据失败

    从SDIO设备的固定地址读取指定长度的数据的示例如下:

    int32_t ret;
    uint8_t rbuff[5] = {0};
    uint32_t addr = 0x100 + 0x09;
    /* 从SDIO设备固定地址0x109中读取5个字节的数据 */
    ret = SdioReadBytesFromFixedAddr(handle, rbuff, addr, 5, 0);
    if (ret != 0) {
        HDF_LOGE("SdioReadBytesFromFixedAddr: failed, ret %d\n", ret);
    }
    
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  • 向SDIO function 0的指定地址空间写入指定长度的数据

当前只支持写入一个字节的数据,对应的接口函数如下所示:

int32_t SdioWriteBytesToFunc0(DevHandle handle, uint8_t *data, uint32_t addr, uint32_t size);

表 10 SdioWriteBytesToFunc0函数的参数和返回值描述

参数

参数描述

handle

SDIO控制器的设备句柄

data

待写入数据的指针

addr

待写入数据的起始地址

size

待写入数据的长度

返回值

返回值描述

0

SDIO写数据成功

负数

SDIO写数据失败

向SDIO function 0的指定地址空间写入指定长度的数据的示例如下:

int32_t ret;
uint8_t wbuff = 1;
/* 向SDIO function 0地址0x2中写入1字节的数据 */
ret = SdioWriteBytesToFunc0(handle, &wbuff, 0x2, 1);
if (ret != 0) {
    HDF_LOGE("SdioWriteBytesToFunc0: failed, ret %d\n", ret);
}
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  • 从SDIO function 0的指定地址空间读取指定长度的数据

当前只支持读取一个字节的数据,对应的接口函数如下所示:

int32_t SdioReadBytesFromFunc0(DevHandle handle, uint8_t *data, uint32_t addr, uint32_t size);

表 11 SdioReadBytesFromFunc0函数的参数和返回值描述

参数

参数描述

handle

SDIO控制器的设备句柄

data

接收读取数据的指针

addr

待读取数据的起始地址

size

待读取数据的长度

返回值

返回值描述

0

SDIO读数据成功

负数

SDIO读数据失败

从SDIO function 0的指定地址空间读取指定长度的数据的示例如下:

int32_t ret;
uint8_t rbuff;
/* 从SDIO function 0设备地址0x2中读取1字节的数据 */
ret = SdioReadBytesFromFunc0(handle, &rbuff, 0x2, 1);
if (ret != 0) {
    HDF_LOGE("SdioReadBytesFromFunc0: failed, ret %d\n", ret);
}
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释放SDIO中断

通信完成之后,需要释放SDIO中断,函数如下所示:

int32_t SdioReleaseIrq(DevHandle handle);

表 12 SdioReleaseIrq函数的参数和返回值描述

参数

参数描述

handle

SDIO控制器的设备句柄

返回值

返回值描述

0

释放SDIO中断成功

负数

释放SDIO中断失败

释放SDIO中断的示例如下:

int32_t ret;
/* 释放SDIO中断 */
ret = SdioReleaseIrq(handle);
if (ret != 0) {
    HDF_LOGE("SdioReleaseIrq: failed, ret %d\n", ret);
}
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去使能SDIO设备

通信完成之后,还需要去使能SDIO设备,函数如下所示:

int32_t SdioDisableFunc(DevHandle handle);

表 13 SdioDisableFunc函数的参数和返回值描述

参数

参数描述

handle

SDIO控制器的设备句柄

返回值

返回值描述

0

去使能SDIO设备成功

负数

去使能SDIO设备失败

去使能SDIO设备的示例如下:

int32_t ret;
/* 去使能SDIO设备 */
ret = SdioDisableFunc(handle);
if (ret != 0) {
    HDF_LOGE("SdioDisableFunc: failed, ret %d\n", ret);
}
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释放HOST

通信完成之后,还需要释放去HOST,函数如下所示:

void SdioReleaseHost(DevHandle handle);

表 14 SdioReleaseHost函数的参数描述

参数

参数描述

handle

SDIO控制器的设备句柄

释放HOST的示例如下:

SdioReleaseHost(handle); /* 释放HOST */
1

关闭SDIO控制器

SDIO通信完成之后,最后需要关闭SDIO控制器,函数如下所示:

void SdioClose(DevHandle handle);

该函数会释放掉申请的资源。

表 15 SdioClose函数的参数描述

参数

参数描述

handle

SDIO控制器的设备句柄

关闭SDIO控制器的示例如下:

SdioClose(handle); /* 关闭SDIO控制器 */
1

使用实例

SDIO设备完整的使用示例如下所示,首先打开总线号为1的SDIO控制器,然后独占HOST、使能设备、注册中断,接着进行SDIO通信(读写等),通信完成之后,释放中断、去使能设备、释放HOST,最后关闭SDIO控制器。

#include "hdf_log.h"
#include "sdio_if.h"

#define TEST_FUNC_NUM 1              /* 本测试用例中,使用编号为1的I/O function */
#define TEST_FBR_BASE_ADDR 0x100     /* 编号为1的I/O function的FBR基地址 */
#define TEST_ADDR_OFFSET 9           /* 本测试用例中,需要读写的寄存器的地址偏移 */
#define TEST_DATA_LEN 3              /* 本测试用例中,读写数据的长度 */
#define TEST_BLOCKSIZE 2             /* 本测试用例中,数据块的大小,单位字节 */

/* 中断服务函数,需要根据各自平台的情况去实现 */
static void SdioIrqFunc(void *data)
{
    if (data == NULL) {
        HDF_LOGE("SdioIrqFunc: data is NULL.\n");
        return;
    }
    /* 需要开发者自行添加具体的实现 */
}

void SdioTestSample(void)
{
    int32_t ret;  
    DevHandle handle = NULL;
    uint8_t data[TEST_DATA_LEN] = {0};
    struct SdioFunctionConfig config = {1, 0x123, 0x456};
    uint8_t val;
    uint32_t addr;
    
    /* 打开总线号为1的SDIO设备 */
    handle = SdioOpen(1, &config);
    if (handle == NULL) {
        HDF_LOGE("SdioOpen: failed!\n");
        return;
    }
    /* 独占HOST */
    SdioClaimHost(handle);
    /* 使能SDIO设备 */
    ret = SdioEnableFunc(handle);
    if (ret != 0) {
        HDF_LOGE("SdioEnableFunc: failed, ret %d\n", ret);
        goto ENABLE_ERR;
    }
    /* 注册中断 */
    ret = SdioClaimIrq(handle, SdioIrqFunc);
    if (ret != 0) {
        HDF_LOGE("SdioClaimIrq: failed, ret %d\n", ret);
        goto CLAIM_IRQ_ERR;
    }
    /* 设置块大小为2字节 */
    ret = SdioSetBlockSize(handle, TEST_BLOCKSIZE);
    if (ret != 0) {
        HDF_LOGE("SdioSetBlockSize: failed, ret %d\n", ret);
        goto COMM_ERR;
    }
    /* 从SDIO设备增量地址读取3字节的数据 */
    addr = TEST_FBR_BASE_ADDR * TEST_FUNC_NUM + TEST_ADDR_OFFSET;
    ret = SdioReadBytes(handle, data, addr, TEST_DATA_LEN);
    if (ret != 0) {
        HDF_LOGE("SdioReadBytes: failed, ret %d\n", ret);
        goto COMM_ERR;
    }
    /* 向SDIO设备增量地址写入3字节的数据 */
    ret = SdioWriteBytes(handle, data, addr, TEST_DATA_LEN);
    if (ret != 0) {
        HDF_LOGE("SdioWriteBytes: failed, ret %d\n", ret);
        goto COMM_ERR;
    }
    /* 从SDIO设备读取1字节的数据 */
    ret = SdioReadBytes(handle, &val, addr, 1);
    if (ret != 0) {
        HDF_LOGE("SdioReadBytes: failed, ret %d\n", ret);
        goto COMM_ERR;
    }
    /* 向SDIO设备写入1字节的数据 */
    ret = SdioWriteBytes(handle, &val, addr, 1);
    if (ret != 0) {
        HDF_LOGE("SdioWriteBytes: failed, ret %d\n", ret);
        goto COMM_ERR;
    }
    /* 从SDIO设备固定地址读取3字节的数据 */
    ret = SdioReadBytesFromFixedAddr(handle, data, addr, TEST_DATA_LEN, 0);
    if (ret != 0) {
        HDF_LOGE("SdioReadBytesFromFixedAddr: failed, ret %d\n", ret);
        goto COMM_ERR;
    }
    /* 向SDIO设备固定地址写入1字节的数据 */
    ret = SdioWriteBytesToFixedAddr(handle, data, addr, 1, 0);
    if (ret != 0) {
        HDF_LOGE("SdioWriteBytesToFixedAddr: failed, ret %d\n", ret);
        goto COMM_ERR;
    }
    /* 从SDIO function 0读取1字节的数据 */
    addr = 0x02;
    ret = SdioReadBytesFromFunc0(handle, &val, addr, 1);
    if (ret != 0) {
        HDF_LOGE("SdioReadBytesFromFunc0: failed, ret %d\n", ret);
        goto COMM_ERR;
    }
    /* 向SDIO function 0写入1字节的数据 */
    ret = SdioWriteBytesToFunc0(handle, &val, addr, 1);
    if (ret != 0) {
        HDF_LOGE("SdioWriteBytesToFunc0: failed, ret %d\n", ret);
        goto COMM_ERR;
    }
COMM_ERR:
    /* 释放中断 */
    ret = SdioReleaseIrq(handle);
    if (ret != 0) {
        HDF_LOGE("SdioReleaseIrq: failed, ret %d\n", ret);
    }
CLAIM_IRQ_ERR:
    /* 去使能SDIO设备 */
    ret = SdioDisableFunc(handle);
    if (ret != 0) {
        HDF_LOGE("SdioDisableFunc: failed, ret %d\n", ret);
    }
ENABLE_ERR:
    /* 释放HOST */
    SdioReleaseHost(handle);
    /* 关闭SDIO设备 */
    SdioClose(handle); 
}
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