Stm32f4 के लिए पूर्ण विशेषताओं वाला SDHC मेमोरी कार्ड ड्राइवर (भाग 1)

यह लेख किस लिए है?

सभी एम्बेडर्स, जितनी जल्दी या बाद में, अपनी परियोजनाओं के लिए ROM माइक्रोकंट्रोलर की कमी की समस्या का सामना करते हैं। ठीक है, कॉर्नी, आपको एक साधारण सीएनसी मशीन के लिए एक नियंत्रण प्रणाली विकसित करने की आवश्यकता है, जहां नियंत्रण कार्यक्रम डिवाइस पर या किसी डेटा संग्रह प्रणाली से संग्रहीत होता है, कहते हैं, कुछ प्रयोग के सेंसर से - यह स्पष्ट है कि माइक्रोकंट्रोलर को मूल रूप से सूचना के अन्य सरणियों को संग्रहीत करने के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया था।

इस मामले के लिए बहुत सारे समाधान हैं, EEPROM चिप्स की खरीद और कनेक्शन से एक मानक USB फ्लैश ड्राइव के कनेक्शन के लिए पत्थर के हार्डवेयर USB होस्ट (यदि कोई है, तो निश्चित रूप से)। ठीक है, हाथ से बनाई गई परियोजनाओं के लिए, एक शानदार विकल्प सबसे क्लासिक एसडी मेमोरी कार्ड होगा। वे विभिन्न प्रकारों में आते हैं, डेटा को शुरू करने और संचारित करने के लिए अलग-अलग तंत्र हैं, और विभिन्न इंटरफेस के माध्यम से मेजबान से जुड़े हुए हैं (उनमें से केवल तीन हैं, लेकिन बाद में उस पर अधिक)। इसके अलावा, कई आधुनिक माइक्रोकंट्रोलर के पास इन इंटरफेस के बोर्ड हार्डवेयर मॉड्यूल हैं, और डेवलपर का काम केवल उन्हें कॉन्फ़िगर करने और प्रोटोकॉल के अनुसार कार्ड में आवश्यक कमांड भेजने के लिए आता है। खैर, मेमोरी कार्ड में भी हर कदम पर बस खरीदने की सुखद संपत्ति होती है।

सुरक्षित डिजिटल (एसडी) कार्ड के बारे में

मैं विकिपीडिया को फिर से नहीं लिखूंगा - मैं यहां एसडी मेमोरी कार्ड की बुनियादी जानकारी और प्रकार और उनकी विशेषताओं को दूंगा।
सुरक्षित डिजिटल प्रारूप - मुख्य रूप से पोर्टेबल उपकरणों में उपयोग के लिए एक लोकप्रिय (शायद सबसे लोकप्रिय आज) फ्लैश मेमोरी प्रारूप। इस तरह के प्रत्येक कार्ड के अंदर, वास्तव में, एक फ्लैश मेमोरी चिप (मेमोरी कोर) और एक नियंत्रक है जो इसे बाहरी दुनिया से जोड़ता है जिसमें 8 रजिस्टर हैं। उत्तरार्द्ध के कार्य बाहरी इंटरफेस के हार्डवेयर कार्यान्वयन हैं, कार्ड के बारे में जानकारी के लिए समर्थन (प्रकार, क्षमता, गति वर्ग अभी भी अन्य विशेषताओं का एक गुच्छा है), बिजली नियंत्रण, और, ज़ाहिर है, माइक्रो मेमोरी का प्रबंधन (संबोधित करना, पढ़ना, लिखना, सफाई करना और लगभग 80 नियंत्रण आदेशों का आयोजन करना) )।



एसडी प्रारूप को पैनासोनिक, सैनडिस्क और तोशिबा द्वारा एमएमसी कार्ड के आधार पर स्थापित किया गया था। इन कंपनियों ने बाद में एसडी कार्ड एसोसिएशन बनाया, जो वर्तमान में एसडी तकनीक को विकसित और बढ़ावा दे रहा है। मुख्य दस्तावेज़ जो इंटरफ़ेस, प्रोटोकॉल, कमांड्स, कार्ड रजिस्टरों का अच्छी तरह से वर्णन करता है, भौतिक परत सरलीकृत विशिष्टता (कॉपीराइट 2001-2006 एसडी ग्रुप (पैनासोनिक, सैनडिस्क, तोशिबा) और एसडी कार्ड एसोसिएशन) है। यह जानकारी है कि सभी R & D केंद्र अपने भविष्य के उपकरणों के हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर को विकसित करते समय उपयोग करते हैं। फ़ाइल स्वयं सुरक्षित रूप से इंटरनेट में सार्वजनिक डोमेन में है, और इसे डाउनलोड करने में कोई कठिनाई नहीं है। इसलिए, इस दस्तावेज़ के अनुसार, निम्नलिखित प्रकार के मेमोरी कार्ड मौजूद हैं:
• एसडी कार्ड (या एसडीएससी (सुरक्षित डिजिटल मानक क्षमता)) - मेमोरी कार्ड की पहली पीढ़ी। वॉल्यूम की सीमा 2 जीबी है। संबोधित स्थान का न्यूनतम आकार 1 बाइट है।
• एसडीएचसी कार्ड (सुरक्षित डिजिटल उच्च क्षमता) - उच्च क्षमता वाले मेमोरी कार्ड (32 जीबी तक)। उनके पास पहले प्रकार से एक महत्वपूर्ण अंतर है, अर्थात्, 512 बाइट्स के ब्लॉक में संबोधित करते हैं और इस दुनिया में कोई भी इस मूल्य को बदल नहीं सकता है। दूसरे शब्दों में, कोई भी बस नहीं लिख सकता है, उदाहरण के लिए, सूचना के 71 बाइट्स: न्यूनतम पैकेट आकार, फिर से, 512 बाइट्स। मुझे विशेष रूप से पचता नहीं है कि ऐसा क्यों है, लेकिन एक व्यक्तिगत राय है कि यह नियंत्रक के 32-बिट पता स्थान के कारण होता है और क्योंकि मेमोरी कार्ड आमतौर पर एक या किसी अन्य फ़ाइल सिस्टम के लिए स्वरूपित होते हैं, जिनमें से क्लस्टर का आकार सुविधाजनक रूप से इस तरह के ब्लॉक में संयुक्त होता है। । एसडीएचसी कार्ड की भी एक प्रारंभिक प्रक्रिया है, जिसके बारे में हम थोड़ी देर बाद बात करेंगे।
• एसडीएक्ससी (सुरक्षित डिजिटल एक्सटेन्डेड क्षमता) - विस्तारित क्षमता वाले मेमोरी कार्ड - सैद्धांतिक रूप से 2TB तक मेमोरी। एड्रेसिंग भी 512 बाइट्स है। तो यह 32-बिट स्थान के साथ निकलता है: (2 ^ 32) * 512 = 2 टीबी।

प्रत्येक पीढ़ी के कार्ड के लिए विनिर्देश हैं, और एक ही समय में, पुराने लोगों के बारे में जानकारी एक नई पीढ़ी के लिए प्रत्येक दस्तावेज़ में वर्णित है - अर्थात, वे प्रत्येक उत्पाद अपडेट के साथ "वसा प्राप्त करते हैं"। इसलिए नवीनतम संस्करण की भौतिक परत सरलीकृत विशिष्टता को डाउनलोड करें और वहां वे सब कुछ पाएं जो आपको सभी पीढ़ियों के कार्ड के साथ काम करने की आवश्यकता है। इसके अलावा, डेटा पढ़ने / लिखने की गति के अनुसार मेमोरी कार्ड को कई वर्गों में विभाजित किया जाता है। खैर, सभी प्रकार के मिनी के लिए-, माइक्रोएसडी, माइक्रोएसडीएक्ससीसी, आदि। - यह सिर्फ एक और मामला आकार और पिनआउट है - मानक आकार कार्ड से कोई आंतरिक अंतर नहीं है।

और अब यह महत्वपूर्ण है: कार्ड के प्रकार, क्षमता, निर्माता, मामले के प्रकार, रंग और स्टोर के बावजूद जहां आपने इसे खरीदा था, सभी सुरक्षा डिजिटल कार्डों में बाहरी दुनिया के साथ समान इंटरैक्शन इंटरफेस है। कमांड्स, इनिशियलाइज़ेशन मैकेनिज्म अलग हैं, हाँ, लेकिन इंटरफेस समान हैं। यह वह है जो आपको एसडी और एसडीएचसी मेमोरी कार्ड दोनों को कैमरे में प्लग करने की अनुमति देता है। खैर, अब वह क्षण कार्ड की भाषा पर चर्चा करने के लिए आया है, या पहले से ही तीन: एसडी और यूएचएस- II (सक्रिय स्पीकर) और "सार्वभौमिक माइक्रोप्रोसेसर संचार की भाषा जिसे अब हर अपरिचित कुत्ता माइक्रोकंट्रोलर जानता है" - एसपीआई ।

मेमोरी कार्ड इंटरफ़ेस

जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, सुरक्षा डिजिटल कार्ड में तीन बाहरी इंटरफेस हैं: एसडी, यूएचएस- II और एसपीआई। पूर्व मेजबान के साथ डेटा का आदान-प्रदान करने के लिए "मूल" चैनल हैं, और, परिणामस्वरूप, एक पूर्ण कार्यात्मक, पूर्ण गति बातचीत के कार्यान्वयन के लिए अनुमति देते हैं। SPI कई आदेशों का समर्थन नहीं करता है और अधिकतम डेटा विनिमय गति प्रदान नहीं करता है, लेकिन यह सभी माइक्रोकंट्रोलर (आधुनिक और पुराने मॉडल दोनों) में है, जो कार्ड को उन सभी चीजों से कनेक्ट करना संभव बनाता है जो बिना किसी समस्या के खराब है। यह कैसे करना है पर कई लेख हैं। लेकिन, माइक्रोप्रोसेसर प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, पत्थर के उत्पादन की तकनीकी प्रक्रिया में नैनोमीटर की कमी के साथ, एसडी कार्ड के साथ संचार के साधन के रूप में एसपीआई इंटरफ़ेस, धीरे-धीरे मर रहा है। वास्तव में, यदि आपका एमके एसडी प्रोटोकॉल के हार्डवेयर कार्यान्वयन का समर्थन करता है, तो क्या आप कम कार्यात्मक विकल्प से संपर्क करेंगे? भाग्य ने मुझे परियोजना के लिए STMicroelectronics से एक STm32f4 पत्थर भेजा, जिसमें बस एक परिधीय मॉड्यूल SDIO (सुरक्षा डिजिटल इनपुट आउटपुट) है, जो हार्डवेयर कार्ड के इंटरफ़ेस और प्रोटोकॉल दोनों को लागू करता है।

तो एसडी प्रोटोकॉल क्या है और इसके साथ क्या खाया जाता है? तीन प्रमुख अवधारणाएँ हैं:
• कमांड - कार्ड नियंत्रक द्वारा कथित बिट्स का एक क्रम और इसे एक या किसी अन्य कार्रवाई के लिए कॉल करना;
• प्रतिक्रिया - कमांड के लिए कार्ड नियंत्रक की प्रतिक्रिया। इसमें सामान्य जानकारी (कार्ड की स्थिति, विभिन्न आंतरिक मॉड्यूल की वर्तमान स्थिति, आदि) दोनों हो सकते हैं, और वास्तव में, मेजबान द्वारा अपेक्षित जानकारी (वे कमांड में कार्ड पहचानकर्ता के लिए पूछते हैं - उन्होंने प्रतिक्रिया में इसे प्राप्त किया);
• डेटा - ठीक है, कोई टिप्पणी नहीं है।

लेकिन इससे पहले कि हम प्रोटोकॉल के तर्क को देखें, हम इंटरफ़ेस के भौतिकी (बहुत अवलोकन) की ओर मुड़ते हैं।


पिन 4 - पावर कार्ड;
पिन 3, 6 - जमीन;
पिन 5 - एक घड़ी संकेत;
पिन 2 - आदेशों और प्रतिक्रियाओं की एक पंक्ति;
पिन 1, 7, 8, 9 - 4-बिट डेटा बस की लाइनें।

कार्ड से और इसके लिए सभी संवेदनाएं बिट क्रम हैं जो सीएलके लाइन पर प्रसारित घड़ी संकेत के साथ कड़ाई से सिंक्रनाइज़ हैं। अनुशंसित आवृत्तियों को कार्ड के विनिर्देश में वर्णित किया गया है और इसके प्रकार और गति वर्ग के आधार पर अलग-अलग अर्थ हैं। मैं केवल इस बात पर ध्यान देता हूं कि किसी भी कार्ड के लिए, आरंभीकरण बहुत कम (डेटा स्थानांतरण की तुलना में) आवृत्ति पर होता है। डेटा बस 1-बिट (केवल D0 काम करता है) या 4-बिट हो सकता है - यह आरंभीकरण के दौरान कॉन्फ़िगर किया गया है। यह महत्वपूर्ण है कि मेजबान पक्ष पर एसडी कार्ड के लिए, डेटा और कमांड लाइनें पुश-पुल होनी चाहिए और 4.5 - 10 कोम प्रतिरोधों के माध्यम से बिजली तक खींची जानी चाहिए। घड़ी की बस को भी सत्ता में खींचने की जरूरत है।

खैर, अब प्रोटोकॉल के लिए!

मेजबान कार्ड की जानकारी के आदान-प्रदान के लिए कई विकल्प हैं।

1) बिना डेटा के टीमें।
सभी टीमों को आवश्यकता के अनुसार विभाजित किया गया है और प्रतिक्रिया की आवश्यकता नहीं है ।



जैसा कि आंकड़े से देखा जा सकता है, अगर हमें (मेजबान) को एक कमांड भेजने की आवश्यकता है जिसे प्रतिक्रिया की आवश्यकता नहीं है - बस इसे भेजें। यदि, हालांकि, टीम एक निश्चित उत्तर, एक हेलमेट, और फिर हम एक उत्तर की प्रतीक्षा करती है। लगभग सभी आदेशों और प्रतिक्रियाओं को एक चेकसम द्वारा चेक किया जाता है, दोनों मेजबान पक्ष और कार्ड पक्ष पर। खैर, कमांड के प्रारूप को देखें:



फ्रेम में 48 बिट्स होते हैं। पहला स्टार्ट बिट है - हमेशा शून्य। फिर, हम कहते हैं कि डेटा को होस्ट से कार्ड में भेजा जाता है और एक तर्क के साथ एक कमांड भेजते हैं। हां, हां, कमांड में एक इंडेक्स और एक तर्क होते हैं। कमांड के बाद, हमें चक्रीय अतिरेक जांच (सीआरसी) एल्गोरिथ्म द्वारा गणना की गई 7-बिट चेकसम को भेजना होगा और स्टॉप बिट के भेजने को पूरा करना होगा। कमांड दो प्रकार के होते हैं: सीएमडी (बेसिक कमांड) और एसीएमडी (एप्लिकेशन-स्पेसिफिक कमांड) । वे तर्क के साथ या बिना हो सकते हैं, एक प्रतिक्रिया है और नहीं है। कुल मिलाकर लगभग 80 टीमें हैं (मुझे यकीन नहीं है, शायद अधिक) और उनमें से प्रत्येक को विनिर्देश में विस्तार से वर्णित किया गया है। हम केवल कार्ड के साथ मुख्य कार्य (आरंभीकरण, पढ़ना, लिखना) के लिए कुछ आवश्यक पर ध्यान केंद्रित करेंगे। कमांड इंडेक्स वह संख्या है जो CMD या ACMD वर्णों के बाद आती है। यदि आवश्यक हो तो 6 बिट्स और 32 बिट्स के कमांड तर्क को इसके लिए आवंटित किया जाता है।

एसीएमडी के बारे में एक महत्वपूर्ण व्याख्या : सीएमडी कमांड के अनुक्रमित के साथ उनके अनुक्रमित चौराहों का स्थान, ताकि नियंत्रक कमांड को एप्लिकेशन-स्पेसिफिक के रूप में ठीक से ले, इसे सीएमडी 55 से पहले होना चाहिए!

प्रतिक्रिया (यदि आवश्यक हो) भी एक संपूर्ण विषय है, यदि केवल इसलिए कि उनमें से पांच प्रकार हैं।

• R1 (सामान्य प्रतिक्रिया कमांड) - लंबाई 48 बिट्स। शायद सबसे लोकप्रिय प्रतिक्रिया।

इसमें स्टार्ट बिट, ट्रांसफर दिशा बिट (कार्ड से होस्ट तक) शामिल है, कमांड के सूचकांक के 6 बिट्स जो प्रतिक्रिया की पीढ़ी, कार्ड की स्थिति और निश्चित रूप से स्टॉप बिट के साथ चेकसम को प्रेरित करता है। इस प्रकार की प्रतिक्रिया में सभी जानकारी 32 बिट कार्ड स्थिति फ़ील्ड द्वारा की जाती है । विनिर्देश सावधानीपूर्वक और कर्तव्यनिष्ठता से वर्णन करता है कि इस स्थिति के प्रत्येक बिट का मतलब क्या है (कार्ड व्यस्त / निशुल्क, लॉक / अनलॉक किया गया है, डेटा ट्रांसफर मशीन की वर्तमान स्थिति, एक या किसी अन्य कार्रवाई के लिए तत्परता, और बहुत कुछ)।

• आर 1 बी - आर 1 प्रतिक्रिया के मामले में एक ही प्रारूप, केवल डेटा लाइन पर एक और व्यस्त ध्वज प्रसारित करता है।

• आर 2 (सीआईडी, सीएसडी रजिस्टर) - एक 136-बिट प्रतिक्रिया कार्ड नियंत्रक के सीआईडी ​​और सीएसडी रजिस्टर की सामग्री को मेजबान को भेजती है।

यहां, सभी उपयोगी जानकारी 127 बिट फ़ील्ड में समाहित है, जिसमें या तो CID की सामग्री रखी गई है (यदि यह CMD2 या CMD10 कमांड की प्रतिक्रिया है) या CSD रजिस्टर की सामग्री (CMD9 कमांड भेजने के मामले में)। तो किस तरह के रजिस्टर ऐसे हैं जिनके लिए विशेष टीमों का आविष्कार किया गया था, और यहां तक ​​कि इतनी लंबी प्रतिक्रिया के साथ भी?
CID (कार्ड पहचान डेटा) - जैसा कि नाम से पता चलता है, इसमें कार्ड के बारे में सभी पहचान जानकारी (सीरियल नंबर, निर्माता, निर्माण की तारीख, आदि ...) शामिल हैं। CSD (कार्ड-विशिष्ट डेटा) - कार्ड के बारे में सभी तकनीकी जानकारी (मेमोरी का आकार, पढ़ने / लिखने के ब्लॉक का आकार, अधिकतम गति विशेषताओं, विभिन्न मोड में वर्तमान खपत की अधिकतम विशेषताओं और बहुत कुछ)। यह जानकारी है कि मोबाइल या कैमरा का मेजबान सम्मिलित कार्ड के बारे में सभी जानकारी प्राप्त करने के लिए उपयोग करता है।

• R3 - 48 बिट लंबा, ACMD41 कमांड की प्रतिक्रिया के रूप में आता है और कार्ड रजिस्टर के ओसीआर (ऑपरेशन कंडीशन रजिस्टर) की सामग्री के बारे में जानकारी प्रदान करता है।

ACMD41 - कार्ड इनिशियलाइज़ेशन कमांड। इसे भेजने के बाद, आपको इस प्रतिक्रिया का इंतजार करना होगा, जो आरंभीकरण प्रक्रिया के सफल समापन का संकेत देगा और ओसीआर रजिस्टर (उपलब्ध वोल्टेज रेंज, मेमोरी कार्ड का प्रकार, और व्यस्त ध्वज) की सामग्री की रिपोर्ट करेगा।

• आर 6 (आरसीए प्रतिक्रिया प्रकाशित) - इसमें आरसीए (सापेक्ष कार्ड पता) कार्ड और कुछ स्थिति बिट्स शामिल हैं।

एक बस में एक ही मेजबान के लिए कई कार्ड कनेक्ट करना शामिल है। इसलिए, बस में कार्ड के अपने पते के रूप में ऐसी अवधारणा बहुत महत्वपूर्ण है। यह आरसीए रजिस्टर की सामग्री है।

• R7 (कार्ड इंटरफ़ेस स्थिति) - CMD8 कमांड के लिए 48 बिट प्रतिक्रिया।

कार्ड एक निश्चित वोल्टेज के साथ संचालित होता है, कोई कम नहीं। प्रारंभ करने से पहले, यह (बाद में इस पर अधिक) को मान्य करना आवश्यक है। जवाब में, कार्ड स्वयं वोल्टेज भेजता है (अधिक सटीक रूप से, इस रेंज के अनुरूप मूल्य) और एक निश्चित चेक पैटर्न (बाद में इसके बारे में अधिक)।

2) डेटा।
मुझे आपको याद दिलाना है (यह बहुत पहले कहा गया था ...), हमने कमांड भेजने और कार्ड से प्रतिक्रिया प्राप्त करने पर विचार किया। अब यह पता लगाने का समय है कि कैसे भेजें, वास्तव में, डेटा। मैं दोहराता हूं, यह 512 बाइट्स (एसडीएचसी कार्ड के लिए) के ब्लॉकों में किया जाता है - कार्ड का पूरा पता स्थान 512 बाइट्स कोशिकाओं में विभाजित है । डेटा भेजने वाले को हमेशा एक विशेष कमांड द्वारा कार्ड नियंत्रक को बताना चाहिए जो डेटा जाने वाला है। और वे जाते हैं, जैसा कि मैंने कहा - 1- या 4-बिट बस पर। आइए कार्ड (रीडिंग) से होस्ट को डेटा भेजने के प्रारूप को देखें।



दो डेटा ट्रांसफर मोड संभव हैं: एक ब्लॉक (ब्लॉक रीड ऑपरेशन) और एक बार में कई ब्लॉक (मल्टीपल ब्लॉक रीड ऑपरेशन)। किसी भी मामले में, स्थानांतरण की शुरुआत और इसके पूरा होने पर एक विशेष आदेश होता है, कृपया प्रतिक्रिया के साथ ध्यान दें।



रिवर्स प्रक्रिया (रिकॉर्डिंग) एक समान तरीके से की जाती है, केवल व्यस्त पैकेट पैकेट के बीच मौजूद होते हैं, यह दर्शाता है कि कार्ड अगले ब्लॉक को स्वीकार करने के लिए तैयार नहीं है (डेटा अभी तक फ्लैश कार्ड पर नहीं लिखा गया है)।

एसडी मेमोरी कार्ड की शुरुआत

ठीक है, हम, एम्बेड करते हैं, लोगों को इस तथ्य के लिए उपयोग किया जाता है कि सबकुछ आरंभ करने की आवश्यकता है, इसलिए एसडी कार्ड इस शानदार नियम का अपवाद नहीं है। समर्थित वोल्टेज की जांच करना, पते निर्दिष्ट करना और सामान्य रूप से यह सुनिश्चित करना आवश्यक है कि हम इस कार्ड के साथ काम कर सकते हैं। आइए, विनिर्देश द्वारा खींची गई इनिशियलाइज़ेशन एल्गोरिथ्म को देखें और इसे अपने उद्देश्य से उपयोग करने से पहले डिवाइस के साथ क्या किया जाना चाहिए, यह समझने के लिए इसे ब्लॉक करके ब्लॉक करें।



महत्वपूर्ण : कम गति पर आरंभीकरण किया जाता है! कार्ड श्रेड आवृत्ति 400 kHz से अधिक नहीं है !!!

अधिक महत्वपूर्ण : बिजली की आपूर्ति के बाद, हम कमांड के साथ कार्ड को लोड करने के लिए जल्दी नहीं करते हैं, वोल्टेज को बसने दें, 250 मिली सेकेंड के लिए प्रतीक्षा करें (एक बस से जुड़े कार्ड की संख्या, डेटा लाइन की चौड़ाई और बिजली आपूर्ति के मापदंडों के आधार पर)। जैसे ही वोल्टेज आवश्यक स्तर तक पहुंच गया, सभी आवारा समाई, आदि को चार्ज किया गया। आदि, आप इनिशियलाइज़ेशन प्रक्रिया बना सकते हैं। और यह सभी कार्ड को शून्य करने और उन्हें आइडल स्टेट में स्थानांतरित करने के साथ शुरू होता है।

• हेलमेट CMD0 , एक तर्क के बिना, ध्यान दें और प्रतिक्रिया में कुछ भी उम्मीद न करें। नतीजतन, लाइन पर सभी कार्ड निष्क्रिय हो जाएंगे।

• याद रखें, मैंने कहा था कि तनाव को मान्य करने की आवश्यकता है? यह सही है! आपको कार्ड को यह बताने की जरूरत है कि हम किस वोल्टेज पर काम करते हैं और इसके बारे में सब कुछ सुनते हैं। एक तर्क के साथ एक CMD8 हेलमेट जिसमें बिट्स 11: 8 मेजबान वोल्टेज और बिट्स 7: 0 - चेक पैटर्न - किसी को भी इंगित करता है, विनिर्देश 10101010 भेजने की सलाह देता है । वोल्टेज बिट्स तालिका के अनुसार सेट किए गए हैं:



खैर, सब कुछ बहुत निश्चित है और लो वोल्टेज रेंज से बहुत दूर है। Stm32f4 2.7 - 3.6 V रेंज में सिर्फ वोल्टेज पैदा करता है, इसलिए 1 को तर्क के आठवें बिट पर रखें। कुल, हमारे पास 110101010 तर्क वाली टीम है। भेजा गया। हमने जांच की कि सब कुछ ठीक हो गया है और हम एक उत्तर की प्रतीक्षा कर रहे हैं, यह हमें लंबे समय तक ऐसा नहीं करेगा। विनिर्देशन में, उन्होंने देखा कि इस कमांड का उत्तर R7 प्रकार है।
यदि हम इसके लिए प्रतीक्षा नहीं करते हैं, तो आगे ACMD41 टीम यह तय करेगी कि हम कैसे धोखा दे रहे हैं - उन्होंने मानक क्षमता का एक संस्करण 1.X कार्ड या एसडी कार्ड बिल्कुल नहीं खिसकाया । सच है, एक संभावना है कि हम कुछ गलत कर रहे हैं। लेकिन चलो दुखी चीजों के बारे में बात नहीं करते हैं, और मान लीजिए कि फ्लैश ड्राइव अभी भी जवाब दिया है। यदि वोल्टेज के साथ सब कुछ ठीक है, तो कार्ड खुश है, हम खुश हैं, जवाब में वह सब कुछ होगा जो हमने तर्क में भेजा था, वह 110101010 है । इसे वैध एस्पोन कहा जाता है । यदि ऐसा है, तो हम अगले कदम पर आगे बढ़ते हैं, अन्यथा - फिर - या तो धोखा दिया, या कहीं न कहीं जाम।

• हमने ११०१०१०१० तक इंतजार किया , और प्रत्यक्ष आरंभीकरण का समय आ गया है - ACMD41 कमांड । और यहां हम आयात को याद करते हैं: कार्ड को यह बताने के लिए कि कमांड सरल नहीं है, लेकिन एसीएमडी, हम पहले CMD55 भेजेंगे । तर्क में, हमें उस कार्ड के पते को इंगित करना होगा जिसके लिए यह कमांड है। लेकिन रुकिए, हमारे पास, क्योंकि, जब तक कोई पता नहीं है, तब तक हम उसे नहीं जानते हैं। कुछ भी नहीं, हम पता लगाते हैं ... लेकिन बाद में, लेकिन अब हम शून्य और एक हेलमेट लिखते हैं। R1 प्रकार की प्रतिक्रिया प्राप्त करने के बाद, हम यह सुनिश्चित करते हैं कि कार्ड ACMD को स्वीकार करने के लिए तैयार है और उसके बाद केवल हेलमेट 41 सूचकांक है! कमांड एक तर्क के साथ आता है, जिसमें, 30 वीं बिट की जगह पर, 1 निर्दिष्ट करें, जो इंगित करता है कि मेजबान एसडीएचसी कार्ड का समर्थन करता है और मेजबान वोल्टेज 23: 0 बिट्स जगह पर है (ओसीआर रजिस्टर की सामग्री देखें)। उत्तर R3 प्रकार की प्रतीक्षा कर रहा है। यहां कार्ड रजिस्टर के ओसीआर (व्यस्त ध्वज) की सामग्री को ले जाने वाले प्रतिक्रिया पैकेट में 31 वें बिट के स्थान पर 1 प्राप्त करना हमारे लिए महत्वपूर्ण है। यह इंगित करेगा कि कार्ड ने आरंभीकरण प्रक्रिया पूरी कर ली है। इस तथ्य को देखते हुए कि इस प्रक्रिया में एक लंबा समय लगता है (माइक्रोकंट्रोलर के क्लॉक चक्र की तुलना में लंबे समय तक), यह ACMD41 को एक चक्र में भेजने के लिए आवश्यक है जब तक कि हमें हटाए गए व्यस्त ध्वज के साथ उत्तर नहीं मिलता है। जैसे ही ऐसा हुआ, चेक 30 बिट लंबा है, और यदि यह एक है, तो हमारे पास एसडीएचसी या एसडीएक्ससी उच्च क्षमता वाला कार्ड है, और मानक-क्षमता वाला एसडी कार्ड अन्यथा। यदि हम इंतजार करते हैं, इंतजार करते हैं, और बीआईएसआई का झंडा लटकता है और लटकता है, तो, जैसा कि ऊपर वर्णित मामले में, या तो एक अनुचित कार्ड, या (सबसे अधिक संभावना है) हमारे कैंट में।

• अगला हेलमेट CMD2 - बिना तर्क के और उत्तर R2 को देखें । इस मामले में, यह सीआईडी रजिस्टर की सामग्री के बारे में जानकारी ले जाएगा, और हम निर्माता आईडी, कार्ड की क्रम संख्या और अन्य जानकारी को घटा सकते हैं।

• और अंत में, कार्ड का पता पाने के लिए अंतिम चरण है ( आरसीए - रिश्तेदार
पता )। जैसा कि यह पहले ही उल्लेख किया गया था, कई कार्ड एक बस से जुड़े हो सकते हैं, इसलिए प्रत्येक का अपना विशिष्ट स्थानीय पता होना चाहिए। हम एक सीएमडी 3 हेलमेट भेजते हैं और आर 6 की तरह एक उत्तर प्राप्त करते हैं, जिसमें निचले 16 बिट्स में कार्ड की स्थिति होती है, और उच्च बिट्स में एक नया आरसीए पता होता है। अब से, हमारे कार्ड को एक्सेस करने के लिए, हमें उसे आरसीए पते से नाम से पुकारना होगा।

• वैकल्पिक आइटम। डिफ़ॉल्ट रूप से, कार्ड 1-बिट डेटा बस के साथ काम करता है, जो निश्चित रूप से 4-बिट के साथ की तुलना में धीमा है।यदि हम अधिकतम प्रदर्शन प्राप्त करना चाहते हैं - तो ACMD6 हेलमेट , पिछले CMD55 के साथ , निश्चित रूप से। लेकिन पहले, आपको तर्क के रूप में आरसीए के साथ CMD7 कमांड के साथ कार्ड को ट्रांसफर स्टेट की स्थिति (नीचे देखें) में डालना होगा । तर्क ACMD6 में, बहुत पहले बिट के स्थान पर, हम 1 लिखते हैं - यदि हम इसे अक्षम करने के लिए 4-बिट मोड और 0 को सक्षम करना चाहते हैं । उत्तर R1 सफल संचालन का संकेत देगा।

एसडीएचसी कार्ड आरंभीकरण उदाहरण

यह उदाहरण Stm32F4 की परिधि को लिखे गए एक makeshift कमांड भेजने वाले फ़ंक्शन का उपयोग करता है।

char SDIO_send_command(char index, unsigned int arg, char resp_type, unsigned int *resp); 

• सूचकांक - टीम इंडेक्स;
• तर्क एक तर्क है;
• सम्मान प्रकार - प्रतिक्रिया प्रकार (0 - कोई प्रतिक्रिया नहीं, 1 - लघु (48 बिट) प्रतिक्रिया, 2 - लंबी (136 बिट) प्रतिक्रिया);
• प्रतिक्रिया - प्रतिक्रिया सरणी (एक छोटी प्रतिक्रिया के मामले में, जानकारी सरणी के पहले तत्व द्वारा एक लंबी प्रतिक्रिया - 4 तत्वों के मामले में की जाती है)।
• आदेश एक सफल संचालन के मामले में, एक आदेश भेजने और एक प्रतिक्रिया प्राप्त करने, और अन्यथा एक त्रुटि कोड के रूप में 0 देता है।

 char SDHC_card_initialization(unsigned int *RCA) { char result; unsigned int RESP[4]; result = SDIO_send_command(0, 0, 0, RESP); // CMD0,    if (result != 0) return result; //   result = SDIO_send_command(8, 0x1AA, 1, RESP); // CMD8   110101010 if ( (result != 0) || (RESP[0] != 0x1AA) ) return 4; //   while( !(RESP[0]&(1<<31) ) ) //,      { result = SDIO_send_command(55, 0, 1, RESP); // CMD55,  , ,    ACMD if (result != 0) return result; result = SDIO_send_command(0x29, 0x40020000, 1, RESP); // ACMD41 if (result != 0) return result; } result = SDIO_send_command(2, 0, 3, RESP); // CMD2      if (result != 0) return result; result = SDIO_send_command(3, 0, 1, RESP); // CMD3   RCA  if (result != 0) return result; SDIO->CLKCR = (0x02<<0)|(1<<11)|(1<<8)|(1<<14); //  (  2 - ) *RCA = ( RESP[0] & (0xFFFF0000) ); //    RCA result = SDIO_send_command(7, *RCA, 1, RESP); //   if (result != 0) return result; result = SDIO_send_command(55, *RCA, 1, RESP); // CMD55,  , ,    ACMD if (result != 0) return result; result = SDIO_send_command(6, 0x02, 1, RESP); // ACMD6 c  0x02,  4-  if (result != 0) return result; if (RESP[0] != 0x920) return 1; else return 0; //,         return 0; } 

हम कोड चलाते हैं, सुनिश्चित करें कि उत्तर शून्य है और आरंभीकरण पूरा करें। सब कुछ, हम स्मृति के साथ काम कर सकते हैं और जानकारी लिख / पढ़ सकते हैं।

डेटा विनिमय

यहां हर कोई एसडी मेमोरी कार्ड स्टेट डायग्राम (डेटा ट्रांसफर मोड) चलाता है ।

इस मोड में 6 कार्ड की स्थिति है, और आप 12: 9 बिट्स में आर 1 प्रतिक्रिया में उन्हें पहचान सकते हैं। विनिर्देश की ओर मुड़ें।

• स्टेट (स्टबी) द्वारा खड़े हों - आइडल स्टेट के बजाय इनिशियलाइज़ेशन के बाद सेट करें।
• ट्रांसफर स्टेट (ट्रांस) - डेटा ट्रांसफर मोड।
• डेटा स्टेट (आरसीवी) प्राप्त करें - होस्ट से डेटा के पैकेट की प्रतीक्षा कर रहा है।
• प्रोग्रामिंग स्टेट (पीआरजी) - फ्लैश में प्राप्त फट को रिकॉर्ड करें।
• डेटा स्टेट (डेटा) भेजना - होस्ट को डेटा का एक पैकेट भेजना।
• डिस्कनेक्ट स्टेट ( डिस्क ) - सीएमडी 7 कमांड के साथ एक अन्य कार्ड का चयन करने के लिए उपयोग किया जाता है।

कार्ड पर डेटा लिखना

इसलिए, सफल आरंभीकरण के बाद, हम किसी भी स्थिति में, किसी भी स्थिति में हैं। हम आरेख को देखते हैं: आरसीवी राज्य पर स्विच करने के लिए, आपको सीएमडी 24 कमांड को 512 बाइट सेल के पते के साथ भेजना होगा जिसे हम लिखना चाहते हैं। भेजा गया। कार्ड डेटा स्टैंडबाय मोड में चला गया। इसके बाद, हम डेटा बस पर जानकारी फेंकना शुरू करते हैं जब तक कि हम सभी 512 बाइट्स को स्थानांतरित नहीं करते हैं या सीएमडी 12 कमांड (स्टॉप ट्रांसमिशन) भेजते हैं। अधिनियम पूरा होने के बाद, कार्ड खुद ही पीआरजी स्थिति में चला जाएगा और कुछ समय (जब तक डेटा नहीं लिखा जाता है) तक रहेगा। हम इंतजार कर रहे हैं ... हम वास्तव में कितनी प्रतीक्षा कर रहे हैं? और हम उसे तर्क में कार्ड के पते के साथ सीएमडी 13 चक्र में भेजते हैं, जब तक कि आर 1 प्रतिक्रिया में स्थिति ट्रे वापस नहीं आती है। जब यह अंततः हुआ, तो आप CMD24 को फिर से भेजकर डेटा का एक और पैकेट भेज सकते हैं। इसके अलावा, एक बार में कई ब्लॉकों के लिए एक रिकॉर्डिंग मोड भी है (सीएमडी 25) और अन्य मोड - विवरण के लिए - विनिर्देश में।

डेटा पढ़ना

रिवर्स प्रक्रिया करने के लिए, सबसे पहले, हम यह सुनिश्चित करते हैं कि कार्ड ट्रान्स में है । तर्क में RCA पते के साथ CMD17 हेलमेट। यदि सब कुछ ठीक हो जाता है, तो कार्ड डेटा स्थिति में चला जाएगा और 512 बाइट ब्लॉक के साथ, फिर से डेटा लाइन पर जानकारी जारी करना शुरू कर देगा। इस समय होस्ट का कार्य लाइन को ध्यान से सुनना और डेटा को पढ़ना है। जैसे ही पैकेज खत्म हो जाता है, कार्ड खुद ही ट्रान्स स्टेटस में चला जाएगा। मुझे लगता है कि यह कहना आवश्यक नहीं है कि पढ़ना और लिखना एक साथ कई ब्लॉक के साथ संभव है।

मैं इस लेख में पाठक / लेखक कार्यक्रम की एक सूची नहीं दूंगा, क्योंकि, शुरुआती दिनचर्या के विपरीत, यह Stm32f4 माइक्रोकंट्रोलर के SDIO मॉड्यूल के हार्डवेयर से बहुत अधिक बंधा हुआ है, और यह लेख के दूसरे भाग का विषय है।

संदर्भ:
1) SD_Physical_Layer_Spec 2.0
2) SD_Physical_Layer_Spec 4.1
3) STM32F4 CortexM4 संदर्भ मैनुअल