SD主控制器IP设计文档(中文详细).pdf-资料库

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SD Host Controller Specification 1. GENERAL DESCRIPTION ........................................................................................................3 2. 3. 4. 5. FEATURES ...................................................................................................................................3 PIN CONFIGURATIONS............................................................................................................4 PIN DESCRIPTIONS...................................................................................................................4 BLOCK DIAGRAM .....................................................................................................................4 5.1. 系统框图 5.1-1......................................................................................................................5 5.2. 引脚信号说明表 5.2-1..........................................................................................................5 6. REGSTERS ...................................................................................................................................6 6.1. 6.2. REGISTER MAP.......................................................................................................................6 HOST CONTROLLER内部寄存器描述....................................................................................7 6.2.1. 配置寄存器类型说明......................................................................................................8 6.2.2. SD Host Standard Register ...............................................................................................8 7. SUB MODULER IMPLEMENT...............................................................................................64 7.1. 7.2. 7.3. 7.4. 7.5. 7.6. CPU BUS INTERFACE ...........................................................................................................64 PRESCALER ..........................................................................................................................69 FIFO（DATA BUFFER） ......................................................................................................70 STANDARD REGISTERS .........................................................................................................72 COMMAND CONTROL...........................................................................................................73 DATA CONTROL....................................................................................................................75 1

1. Contents 1. Contents 2. Block Diagram 3. Inputs 4. Outputs 5. Bidirectional 6. Operation 7. Register Definitions 1. Register 1 2. Register 2 Inputs ________________________________________ 2. Block Diagram 3. 4. Outputs 5. Operation 2

Revision History No. Version Dates Pages 说明 1. GENERAL DESCRIPTION SD Host Controller 提供 SD 主设备（CPU）访问 SD/SDIO/MMC 卡的接口。支持 8/16 位同步或异步处理器接口。还支持 DMA 传输、中断控制，以提高传输性能。主设备通过读、写 SD Host Controller 的内部寄存器来控制 SD 卡的数据操作。SD Host Controller 与 SD 卡的连接(9-Pins)见图 1-1。图 1-1 SD 主控制器与 SD 卡的连接(9-pins) 2. FEATURES 兼容 SD Spec. Version 2.0；兼容 SDIO Spec. Version 1.0； 3

兼容 MMC Spec. Version 4.0；支持 SD、MMC、SPI 模式；支持 SDIO 中断和挂起、恢复操作；内置 512 字节 FIFO 用于读、写数据缓冲；支持同步、异步处理器接口；支持 AMBA AHB SLAVE，Generic ＃1，Generic ＃2；支持 DMA 和中断传输模式；支持 32 Bit 数据总线的处理器接口； Operation Voltage：2.7～3.6v for SD/SDIO/MMC，2.5/3.3v for CPU； 40-bit Command Register； 136-bit Response Register； CRC7 & CRC16； 8-bit Prescaler Logic； 3. PIN CONFIGURATIONS 4. PIN DESCRIPTIONS 5. BLOCK DIAGRAM 4

5.1. 系统框图 5.1-1 图 5.1-1 SD Host Controller 系统框图 5.2. 引脚信号说明表 5.2-1 信号 CLK ENABLE SEL ADDR WRITE WDAT[15:0] RDAT[15:0] DREQ 类型 I I I I I I O O 5 说明 APB 系统时钟 APB 使能 APB 片选 APB 地址输入 APB 读/写 16-bit 数据输入 16-bit 数据输出 DMA 请求

DMA 应答中断输出命令输出 to Card 命令应答 from Card 工作时钟 4-bit 数据输出 to Card 4-bit 数据输入 from Card 表 5.2-1 引脚信号列表 DACK INT TxCMD RxCMD SDCLK TxDAT[3:0] RxDAT[3:0] I O O I O O I 6. REGSTERS 6.1. Register Map Standard Register Set 0F-00h 1F-10h 23-20h 2F-24h 3D-30h 4F-40h 53-50h 5F-54h FF-F0h SD Command Generation Response Buffer Data Port Host Controls Interrupt Controls Capablities Force Event ADMA Reserved Common Area Buffer 图 6-1 Classification of the Standard Register Map 如上图 6-1 所示，SD Host Controller 标准寄存器集划分为 9 类。SD Host Controller 支持按 byte、word、double-word 来访问寄存器。所有寄存器的保留位 6

设置为 0。SD Host Controller 将忽略对保留位的写操作；但在实际应用中，Host Driver 应该向保留位中写入 0，以便与将来的标准兼容。 (1) SD Command Generation：Parameters to generate SD commands (2) Response：Response value from the card (3) Buffer Data Port：Data access port to the internal buffer (4) Host Controls：Present State, controls for the SD Bus, Host reset and so on. (5) Interrupt Controls：Interrupt statuses and enables. (6) Capabilities：Vendor specific host controller information (7) Force Event：Test register to generate events by software. (8) ADMA：Advanced DMA registers. (9) Common Area：Common information area. 6.2. Host Controller 内部寄存器描述表 6-1 SD Host Controller Register Map 表 6-1 为标准 SD Host Controller 寄存器列表。Host Driver 按主系统指定的方式来确定寄存器集的基址。标准寄存器集大小为 256 bytes。在多插槽的控制 7

器中，每个插槽对应一个独立的寄存器集。地址为 0F0h－0FFh 的寄存器作为公共区，每个寄存器集的公共区保存相同的数据。 6.2.1. 配置寄存器类型说明配置寄存器区指定为下表 6-2 所示格式之一： Register 类型 RO ROC RW RW1C RWAC HwInit Rsvd WO 说明 Read-Only register：寄存器各位不能被软件或复位改写，对该位的写操作将被忽略。 Read-Only status：复位初始化为 0，对该位写操作将被忽略。 Read-Write register：可读写，可以软件置位或清零。 Read-Only status，Write-1-to-clear status：状态寄存器，通过写入 1 来清零，写入 0 无效。 Read-Write，automatic clear register：The Host Driver 通过设置该寄存器相应位来控制 Host Controller 相应操作。当操作结束时，该寄存器自动清零。向该位写入 0 无效。 Hardware Initialized：通过固件或硬件机制来初始化（如：pin strapping 或 serial EEPROM）。初始化后，该寄存器为只读，写入无效。 Reserved：初始化为 0，写入无效。 Write-only register：It is not physically implemented register. Rather,它作为地址寄存器使用，存储待写入寄存器的地址。表 6-2 寄存器类型说明注：若 Host Driver 对 RO、ROC、HwInit、Rsvd 进行写操作，应该向该寄存器位写入 0，以便与将来的标准兼容。 6.2.2. SD Host Standard Register 1. SDMA System Address Register (Offset 000h) 该寄存器保存用于 DMA 传输的系统存储器的物理地址。 8

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