1.引言
我們現(xiàn)在處在信息時代里,數(shù)碼相機,筆記本電腦等電子設(shè)備都已進入千家萬戶。而這些都離不開存儲設(shè)備。存儲設(shè)備在從選數(shù)管,到打孔卡、硒鼓、光盤、軟盤、磁帶、固態(tài)硬盤等的變遷中,有一位成員脫穎而出——它就是SD卡。SD卡以大容量,低功耗,小巧輕便,熱插拔,價格便宜等特點,在如今的移動存儲中占有重要的地位,比如現(xiàn)在的筆記本電腦、數(shù)碼相機、mp4等數(shù)碼產(chǎn)品,都無一例外的帶有SD卡讀卡器接口,方便用戶使用。
今天我們就以廣州致遠電子出品的邏輯分析儀系列產(chǎn)品LAB7504為例,介紹其在SD卡設(shè)計中的應(yīng)用。
2.SD卡簡介
SD卡共支持三種傳輸模式:SPI模式(獨立序列輸入和序列輸出),1位SD模式(獨立指令和數(shù)據(jù)通道,獨有的傳輸格式),4位SD模式(支持四位寬的并行傳輸)。表1介紹了數(shù)據(jù)率與模式的關(guān)系。
SD模式的總線拓撲結(jié)構(gòu)為:
一個主機(如微控制器)、多個從機(卡)和同步的星形拓撲結(jié)構(gòu)。
所有卡共用時鐘CLK、電源和地信號。而命令線(CMD)和數(shù)據(jù)線(DAT0~DAT3)則是卡的專用線,即每張卡都獨立擁有這些信號線。表2介紹了SD模式下的信號功能。
在SPI模式下,主機使用SPI總線訪問卡,微控制器在卡上電后的第1個復(fù)位命令就可以選擇卡進入SD模式或SP I模式,但在卡上電期間,它們之間的通信模式不能更改為SD模式。
表3介紹了SPI模式下的信號功能。
3. 解碼分析
SD卡的協(xié)議比較復(fù)雜,并且模式也比較多,每個模式里面的命令,響應(yīng)行為,數(shù)據(jù)令牌的CRC等也很復(fù)雜,如果在設(shè)計中,需要讓研發(fā)人員對一個個邏輯電平進行解析,那效率是實在太低了,并且也容易出錯,廣州致遠電子有限公司出品的LAB7504邏輯分析儀帶有SD卡SPI模式,以及SD模式的插件解碼工具,可以輕松的幫助工程師快速直觀的分析SD卡總線上的命令以及數(shù)據(jù)等信息。下面分別介紹下兩種模式的解碼插件。
SD模式
分別點擊邏輯分析儀上位機【工具】、【插件管理器】,選擇“S D卡S D模式協(xié)議分析”。彈出S D_SDMODE設(shè)置對話框。按照采集SD卡的實際情況填寫總線設(shè)置選項,本次采集的總線設(shè)置如圖1所示(截掉顏色設(shè)置與顯示設(shè)置)。
參數(shù)設(shè)置簡介
CLK:選擇要解碼數(shù)據(jù)的時鐘信號,代表協(xié)議中的CLK時鐘信號。
塊長:輸入多塊傳輸過程中的塊的數(shù)目。在讀寫數(shù)據(jù)塊的過程中,有多塊讀寫命令,用戶需要設(shè)置多塊讀寫時候塊的數(shù)目,在塊長中輸入相應(yīng)的數(shù)字。
CLK頻率:輸入時鐘頻率。時鐘頻率是指時鐘信號傳輸?shù)念l率,根據(jù)時鐘信號的傳輸而設(shè)置。
寬總線:選擇是否寬總線傳輸。
即是否選擇4位SD模式,單總線即1位SD模式。
CMD總線設(shè)置:設(shè)置命令總線參數(shù)。
DATA總線設(shè)置:設(shè)置數(shù)據(jù)總線參數(shù)。
幀顏色設(shè)置:設(shè)置解碼后包中各個幀的顯示顏色。
包顏色設(shè)置:設(shè)置解碼后包的顯示顏色。
顯示方式:設(shè)置解碼后數(shù)據(jù)的顯示方式,分別為十六進制,十進制和字符格式。
下面看看通過插件解碼后的結(jié)果。如圖2所示,將解碼后的信號放大,可以看到開始位:START;傳輸位:ToCar d;命令:READ_MULTIPLE_BLOCK等信息(這里還有命令參數(shù),CRC校驗,結(jié)束位等信息沒有顯示出來)。
如圖3所示,數(shù)據(jù)總線解碼后的結(jié)果,其中紅色框中是數(shù)據(jù)起始標志。
SPI模式
分別點擊邏輯分析儀上位機【工具】、【插件管理器】,選擇“SD卡SPI模式協(xié)議分析”。彈出SD_SPI設(shè)置對話框。按照采集SD卡的實際情況填寫總線設(shè)置選項,本次采集的總線設(shè)置如圖4所示(截去顏色設(shè)置與顯示設(shè)置)。
參數(shù)設(shè)置簡介
CS:選擇片選信號線,代表協(xié)議中的CS片選信號。
CLK:選擇要解碼數(shù)據(jù)的時鐘信號,代表協(xié)議中的CLK時鐘信號。
塊長:輸入多塊傳輸過程中的塊的數(shù)目。
CLK頻率:輸入CLK信號的時鐘頻率。
SPI模式:選擇SPI解碼的模式,從第一個或者是第二個脈沖開始,上升沿或者下降沿采樣。
DataIn總線:設(shè)置協(xié)議中的輸入總線信息。
DataOut總線:設(shè)置協(xié)議中的輸出總線信息。
幀顏色設(shè)置:設(shè)置解碼后包中各個幀的顯示顏色。
包顏色設(shè)置:設(shè)置解碼后包的顯示顏色。
顯示方式:設(shè)置解碼后數(shù)據(jù)的顯示方式,分別為十六進制,十進制和字符格式。
由于篇幅限制,在這里對SPI模式的解碼就不做過多的描述,對軟件解碼后的指令以及數(shù)據(jù)的查看方式,與SD模式下的操作是類似的,這些讀者可以在實際應(yīng)用的時候自己操作體驗。
這里給出觀察開始傳輸命令的截圖,如圖5所示,錯誤!未找到引用源。起始,命令的信息一目了然。
4. 總結(jié)
使用廣州致遠電子有限公司出品的邏輯分析儀軟件所帶的SD卡分析插件功能,可以幫助工程師離開單一的邏輯信號的分析,快速直觀的對傳輸過程的命令數(shù)據(jù)進行分析,快速的發(fā)現(xiàn)問題所在,提高工程師的工作效率。同時,LAB7504提供了出色的采樣速率和存儲容量,可以很容易發(fā)現(xiàn)通信信號間的時序問題,幫助工程師最快的發(fā)現(xiàn)并解決當前問題和潛在的時序隱患。